物聯(lián)網(wǎng)對于電網(wǎng)來說，并非一個(gè)全新的事物，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)“滲入”智能電網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，被用于信息采集、狀態(tài)監(jiān)測、回饋控制等，從而全方位提高智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)的信息感知深度和廣度。2014年國家工信部網(wǎng)站發(fā)布了《工業(yè)和信息化部2014年物聯(lián)網(wǎng)工作要點(diǎn)》，從突破核心關(guān)鍵技術(shù)、推進(jìn)應(yīng)用示范等多方面進(jìn)行任務(wù)細(xì)分，并提出支持政策。這對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展無疑是利好消息，甚至可能成為促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展的一道推力。
配電網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)
目前，南方電網(wǎng)公司已經(jīng)踏上了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的探索之路，物聯(lián)網(wǎng)成為了公司信息化規(guī)劃的重要組成部分。目前，已經(jīng)在小范圍對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了試點(diǎn)研究和應(yīng)用，例如在智能小區(qū)用電管理方面，通過智能插座以及無線組網(wǎng)的方式對家庭用電設(shè)備用電情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)對全屋家電的無線遙控；在高壓變電站，實(shí)現(xiàn)了無線自組網(wǎng)的變壓器溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而減少變壓器因溫度過高引起的故障；基于現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)（AR）的現(xiàn)場作業(yè)管理，通過谷歌眼鏡實(shí)時(shí)進(jìn)行設(shè)備識別和接收設(shè)備信息，同時(shí)支持遠(yuǎn)程技術(shù)支援，從而方便班組檢修。同時(shí)，還嘗試將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與無線專網(wǎng)傳輸、大數(shù)據(jù)等技術(shù)結(jié)合，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)精細(xì)化管理。
電力物聯(lián)網(wǎng)可以提供對電網(wǎng)基礎(chǔ)運(yùn)行業(yè)務(wù)和企業(yè)現(xiàn)代化運(yùn)營模式的全方位支撐，重點(diǎn)圍繞電力物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層展開：感知層重點(diǎn)研究統(tǒng)一的信息模型，具體包括統(tǒng)一標(biāo)識、統(tǒng)一語義、統(tǒng)一數(shù)據(jù)表達(dá)格式、安全防護(hù)等，形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，研發(fā)系列傳感器、傳感芯片、標(biāo)準(zhǔn)化通信模塊及信息格式轉(zhuǎn)換設(shè)備等。網(wǎng)絡(luò)層重點(diǎn)研究并制定統(tǒng)一通信規(guī)約，研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化通信芯片、無線通信裝置、骨干網(wǎng)通信裝置、標(biāo)準(zhǔn)化接入網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)管系統(tǒng)等，引入多種融合通信技術(shù)，豐富通信手段，解決信息中遠(yuǎn)距離可靠傳輸問題。應(yīng)用層重點(diǎn)研究基于SG-ERP架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲管理及統(tǒng)一服務(wù)，開發(fā)電力物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用平臺，為現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)及應(yīng)用服務(wù)提供支撐。
電力物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)
首先，電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上是專用網(wǎng)。電力物聯(lián)網(wǎng)可用的基層網(wǎng)絡(luò)可以有很多種。根據(jù)應(yīng)用的需要可以是電力行業(yè)通信專網(wǎng)，也可以是新建的專用于電力物聯(lián)網(wǎng)的通信網(wǎng)，在應(yīng)急情況下就可以部分采用公眾通信網(wǎng)。原則上，電力物聯(lián)網(wǎng)只有電力系統(tǒng)才能連進(jìn)去，電力物聯(lián)網(wǎng)的絕大多數(shù)信息流只能在電力系統(tǒng)內(nèi)部流動(dòng)。其次，電力物聯(lián)網(wǎng)往往是受限網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中有大量豐富多樣的應(yīng)用，電力系統(tǒng)不同的應(yīng)用對信息提出不同的需求。所以，電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用多樣性與承載平臺的通用性之間需要有應(yīng)用中間件來適配，進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)挖掘與決策支撐等智能信息處理。物聯(lián)網(wǎng)信息對于各種應(yīng)用是受限的。同時(shí)，電力物聯(lián)網(wǎng)具有嚴(yán)格的用戶身份識別、驗(yàn)證、鑒權(quán)制度，不同用戶享受不同等級的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。所以電力物聯(lián)網(wǎng)也是用戶受限的。最后，電力物聯(lián)網(wǎng)具有高度的安全性和可靠性。由于電力物聯(lián)網(wǎng)直接支撐電網(wǎng)業(yè)務(wù)，所以電力物聯(lián)網(wǎng)很大程度上影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。所以建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)必須要求電力物聯(lián)網(wǎng)具有極高的安全性和可靠性。
國家電網(wǎng)公司對物聯(lián)網(wǎng)的研究應(yīng)用。基于“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一實(shí)施”的原則以及SG-ERP總體架構(gòu)，國家電網(wǎng)公司電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)集中了公司系統(tǒng)內(nèi)電力物聯(lián)網(wǎng)核心攻關(guān)團(tuán)隊(duì)及優(yōu)勢資源，進(jìn)行規(guī)劃研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品驗(yàn)證，并通過建立應(yīng)用示范，逐步推廣物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)與智能電網(wǎng)的同步建設(shè)。
電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以提高對配電線路等電網(wǎng)設(shè)備的感知能力，并很好的結(jié)合信息通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合處理、數(shù)據(jù)傳輸、綜合判斷等功能，提高配電網(wǎng)的技術(shù)水平和智能化水平，配電線路狀態(tài)監(jiān)測是其重要應(yīng)用環(huán)節(jié)之一，主要包括氣象環(huán)境監(jiān)測、線路微風(fēng)震動(dòng)等，這些都需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，包括傳感器技術(shù)、智能分析和處理技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)及可靠通信技術(shù)。
在配電系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可提高配電網(wǎng)設(shè)備的自動(dòng)化和數(shù)字化水平、設(shè)備檢修水平及自動(dòng)診斷水平，通過物聯(lián)網(wǎng)可對設(shè)備環(huán)境狀態(tài)信息、機(jī)械狀態(tài)信息、運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警診斷，提前做好故障預(yù)判、設(shè)備檢修等工作，由于各種原因，電力設(shè)備會發(fā)生發(fā)熱現(xiàn)象，設(shè)備各部位溫度表征設(shè)備運(yùn)行是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)，采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對設(shè)備溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同樣，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可用于電力桿塔或重要設(shè)施的全方位防護(hù)，通過在桿塔、配電線路或重要設(shè)備上部署各種智能傳感器和感知設(shè)備，組成多傳感器協(xié)同感知的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識別、侵害行為的有效分類和區(qū)域定位，從而達(dá)到對配網(wǎng)設(shè)備全方位防護(hù)的目標(biāo)。
我國配電網(wǎng)環(huán)境多樣、復(fù)雜，自然環(huán)境、人為活動(dòng)都會對配電網(wǎng)線路產(chǎn)生影響。物聯(lián)網(wǎng)在這方面的應(yīng)用主要包括：巡檢人員的定位、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境和狀態(tài)信息的感知、輔助狀態(tài)檢修和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)等。
電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將在智能電網(wǎng)的諸多環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用。有些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用，有些還需要加大推廣應(yīng)用力度。
配電環(huán)節(jié)是智能電網(wǎng)中一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié)，目前已經(jīng)開展了許多相關(guān)的工作。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以更好地實(shí)現(xiàn)這些高級應(yīng)用，提高輸電環(huán)節(jié)的智能化水平和可靠性程度。物聯(lián)網(wǎng)在輸電環(huán)節(jié)中可以實(shí)現(xiàn)具有較大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
變電環(huán)節(jié)是智能電網(wǎng)中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，目前已經(jīng)開展了許多相關(guān)的工作，主要是全面開展變電站綜合自動(dòng)化建設(shè)。物聯(lián)網(wǎng)在配電網(wǎng)自動(dòng)化方面的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面：快速故障診斷、隔離和自動(dòng)恢復(fù)供電、無功/電壓控制、配網(wǎng)潮流檢測分析計(jì)算等。
電力設(shè)備的狀態(tài)檢修是工業(yè)化國家普遍推行的一種科學(xué)的設(shè)備檢修管理策略。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)現(xiàn)場作業(yè)管理方面的應(yīng)用主要包括：身份識別、電子標(biāo)簽與電子工作票、環(huán)境信息監(jiān)測、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。搭建配電網(wǎng)現(xiàn)場作業(yè)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)確認(rèn)對象狀態(tài)，匹配工作程序和記錄操作過程的功能，減少誤操作風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患，真正實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮中心與現(xiàn)場作業(yè)人員的實(shí)時(shí)互動(dòng)。
結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以研究不同類型風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性及其對電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性、暫態(tài)穩(wěn)定性的影響；提出風(fēng)電場接入電網(wǎng)的可靠性分析評估方法，建立可靠性模型，開發(fā)相應(yīng)的分析軟件。開發(fā)風(fēng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測和風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)；建立風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場并網(wǎng)測試體系；研究風(fēng)電場繼電保護(hù)技術(shù)及保護(hù)配置方案、定值整定；研究變流器、變槳控制、主控及風(fēng)電場綜合監(jiān)控技術(shù)、低電壓穿越技術(shù)；開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電運(yùn)行、控制、保護(hù)等系統(tǒng)，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用有助于研究大規(guī)模核電、風(fēng)電和特高壓輸電對系統(tǒng)內(nèi)抽水蓄能容量規(guī)模的要求；研究“三華特高壓同步電網(wǎng)”中抽水蓄能電站的聯(lián)網(wǎng)效益，主要分析錯(cuò)峰、調(diào)峰、水火互濟(jì)、跨流域補(bǔ)償、互為備用和調(diào)劑余缺的能力；研究大型抽水蓄能電站在智能電網(wǎng)功能定位，逐步實(shí)現(xiàn)調(diào)峰填谷、核蓄互助、風(fēng)蓄互補(bǔ)，開展大容量蓄能機(jī)組直接接入特高壓電網(wǎng)的研究、實(shí)現(xiàn)蓄能機(jī)組事故備用、潮流調(diào)整等功能擴(kuò)展；研究抽水蓄能電站的智能調(diào)度運(yùn)行控制技術(shù)，依靠自主創(chuàng)新，開發(fā)研制抽水蓄能電站關(guān)鍵設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)監(jiān)控、調(diào)速、勵(lì)磁、變頻器等，并投入示范應(yīng)用；初步研究蓄能機(jī)組跟蹤風(fēng)電功率變化的功率調(diào)節(jié)技術(shù)，在風(fēng)蓄互補(bǔ)系統(tǒng)中發(fā)揮更大作用；制定滿足電力系統(tǒng)需求的蓄能機(jī)組機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)和輔助服務(wù)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。深化抽水蓄能黑啟動(dòng)功能研究，200MW及以上蓄能機(jī)組帶地區(qū)小負(fù)荷孤網(wǎng)運(yùn)行可靠保證。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)同樣有助于開展鈉硫電池、液流電池、鋰離子電池的模塊成組、智能充放電、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)研究；開展智能電網(wǎng)中儲能電源規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行調(diào)度技術(shù)的研究；逐步開展儲能技術(shù)在智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、削峰填谷、間歇性能源柔性接入、提高供電可靠性和電能質(zhì)量、電動(dòng)汽車能源供給、燃料電池以及家庭分散式儲能中的應(yīng)用研究和示范。加強(qiáng)大型壓縮空氣儲能等多種蓄能技術(shù)的研發(fā)，在重大技術(shù)突破的基礎(chǔ)上開展試點(diǎn)應(yīng)用。
