泛在電力物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃與發(fā)展分析

藺鵬忠 藺鵬偉

摘要：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)作為一種智能化服務(wù)系統(tǒng)，是主動式配電網(wǎng)的高級表現(xiàn)。在闡述泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基本含義及其架構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)國家電網(wǎng)公司的戰(zhàn)略安排指導(dǎo)，對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)行趨勢分析并提出建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng);含義;架構(gòu);發(fā)展;建議

中圖分類號：TM76? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2019）05-0082-02

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)即將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等現(xiàn)代化信息處理及通信技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)實(shí)時互聯(lián)、高效交互，且具有態(tài)勢感知能力強(qiáng)、信息處理速度快、應(yīng)用便捷靈活等特征的智能化服務(wù)系統(tǒng)。

1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的含義

通俗來說，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是一個物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)是把人與物、物與物相連的一張大網(wǎng)，如用手機(jī)控制家里的電視、空調(diào)、馬桶等就是物聯(lián)網(wǎng)的一種應(yīng)用。電力物聯(lián)網(wǎng)是把電力系統(tǒng)里的各種設(shè)備、電力企業(yè)和用戶相連形成的一個網(wǎng)，而所謂的“泛在”就是“無所不包、無所不在”的意思。

以用手機(jī)交電費(fèi)為例，人們之所以可以如此方便地交電費(fèi)，就是因為物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了手機(jī)與智能電表互聯(lián)互通。這只是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在用電側(cè)的應(yīng)用。未來的泛在網(wǎng)絡(luò)更大的想象空間是在配用電側(cè)，它將是主動式配電網(wǎng)的高級表現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)分布式發(fā)電（DG）與智能用電的完美結(jié)合，網(wǎng)絡(luò)中無處不在的感知技術(shù)與多層次計算能力將解決“電從哪里來”“來電是否清潔”的問題，這也將是對能源互聯(lián)網(wǎng)概念的詮釋。

事實(shí)上，“泛在網(wǎng)”有能力做到發(fā)、輸、配、用等電力環(huán)節(jié)的全覆蓋，其在配用電側(cè)有更多的表現(xiàn)是因為發(fā)、輸電側(cè)的智能化水平比配用電成熟。相對發(fā)、輸環(huán)節(jié)而言，配用電環(huán)節(jié)的體量更大、影響更深、覆蓋范圍更廣，兩者之間類似人體的主動脈與毛細(xì)血管之間的關(guān)系。但就“泛在”的概念而言，打通電力這個商品的全壽命周期，運(yùn)用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)的安全性與經(jīng)濟(jì)性，才是未來能源革命的方向。

2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系

堅強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)有機(jī)組合構(gòu)成能源互聯(lián)網(wǎng)。其中，堅強(qiáng)智能電網(wǎng)較多應(yīng)用于發(fā)、輸電環(huán)節(jié)，尤其在特高壓建設(shè)和新能源（風(fēng)、光等）建設(shè)方面;而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)側(cè)重在電力需求側(cè)，旨在整合利用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)信息通信技術(shù)，更好地滿足用戶對能源的多種需求。

3 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)戰(zhàn)略安排

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)未來的建設(shè)節(jié)奏分為兩步：一是到2021年達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的初步建成，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的基本貫通，以及對物聯(lián)管理的統(tǒng)一;二是到2024年完成網(wǎng)絡(luò)的全面工作，全面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的物聯(lián)運(yùn)行與管理。

全部建成后，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將會成為接入設(shè)備最多的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。據(jù)有關(guān)研究統(tǒng)計預(yù)測：目前國網(wǎng)系統(tǒng)接入的終端設(shè)備超過了5.0億只（包括電表4.5億只、其他設(shè)備幾千萬臺）。根據(jù)國網(wǎng)規(guī)劃，2025年接入終端設(shè)備將超過10.0億只，2030年將達(dá)到20.0億只。2019年是我國電力信息化投資的元年，預(yù)計2019—2021年，國網(wǎng)在電力信息化上的投資將分別達(dá)到300億元、500億元、600億元，如此大規(guī)模的投資將會帶動整個產(chǎn)業(yè)的高速增長，每個環(huán)節(jié)都將迎來周期性的成長機(jī)會。同時，作為一種戰(zhàn)略驅(qū)動的能源革命，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)也將引發(fā)電網(wǎng)裝備與規(guī)劃設(shè)計思路進(jìn)行迭代更新。

4 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)

作為一種物聯(lián)網(wǎng)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)包含感知層、平臺層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層這4層結(jié)構(gòu)。整個產(chǎn)業(yè)鏈可以簡單概括為“云—管—邊—端—芯”，即云端、通信網(wǎng)、邊緣計算、終端信息收集器（傳感器、RFID等）、人工智能?！肮堋笔恰岸恕焙汀霸啤敝g的一條數(shù)據(jù)紐帶，利用科學(xué)算法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)綜合管理和快速調(diào)用，在云端進(jìn)行各類型通訊信號的高效整合，快速拉升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力，以滿足物聯(lián)網(wǎng)在配電業(yè)務(wù)應(yīng)用中所需的條件，即數(shù)量大、類型多的接入端口、高效靈活的調(diào)取方式、穩(wěn)定可靠的工作特性。此外，衛(wèi)星和5G技術(shù)形成的信息傳輸系統(tǒng)將成為泛在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵力量，信息的傳輸速度與流量是泛在網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)保證。

5 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展邏輯

在增量配網(wǎng)試點(diǎn)和配售電側(cè)改革不斷深入的背景下和國網(wǎng)新一代領(lǐng)導(dǎo)層逐步穩(wěn)定之際，提出泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念，是主動出擊開拓新方向的求變之舉，是國網(wǎng)今后工作的“發(fā)力點(diǎn)”。

國網(wǎng)未來將建設(shè)電力互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)相關(guān)的新業(yè)態(tài)，包括清潔能源、高端制造、智慧人居空間、智能化管理城市等新業(yè)務(wù)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)生的邏輯勢必會向智慧小區(qū)及智慧城市整體能源解決方案、智慧交通整體能源供給方案、智慧能源套餐及交易模式、用戶能效分析及用戶畫像、智能家居與用能管理等方面延伸。非傳統(tǒng)領(lǐng)域的新業(yè)態(tài)已經(jīng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)業(yè)務(wù)處于同等重要的地位。國家電網(wǎng)雖然沉淀了大量的高素質(zhì)人才，但目前其競爭優(yōu)勢主要還是來自于壟斷，科技公司的形象在公眾心中還沒有建立起來，電力用戶期待獲得更多的知情權(quán)和參與感，如得到用電診斷、科學(xué)用電方案、差異化電價信息等增值服務(wù)。在前有堵截、后有追兵的行業(yè)背景下，要建成世界一流的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，必須深刻改變用戶習(xí)慣，讓用戶的體驗感不斷增強(qiáng)，通過萬物互聯(lián)的理念來加強(qiáng)與用戶之間的粘性，才能進(jìn)一步贏得發(fā)展的先機(jī)。

6 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的建議

電網(wǎng)的發(fā)展升級亟待物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度參與，然而物聯(lián)網(wǎng)作為一項前沿技術(shù)尚有諸多難題需要解決：在態(tài)勢感知方面，現(xiàn)有傳感器的識別能力和復(fù)雜環(huán)境下的可靠性不足;大量數(shù)據(jù)及時傳輸問題和無線傳輸安全問題均沒有普適性的解決方案。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)當(dāng)前發(fā)展提出的新概念多、喊出的口號多、實(shí)際產(chǎn)品落地少。這主要是由于現(xiàn)有硬件水平和經(jīng)濟(jì)適用性問題尚未有效解決，整個行業(yè)處于“摸著石頭過河”的階段，對于電網(wǎng)建設(shè)來說，應(yīng)在這樣一個萌芽階段及時制定遠(yuǎn)期規(guī)劃，科學(xué)規(guī)范引導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)中的發(fā)展，有效避免重復(fù)性建設(shè)。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)不是一蹴而就的，需要在探索實(shí)踐中不斷試錯來改善更新，這必將是一個漫長的過程，在培養(yǎng)用戶習(xí)慣、調(diào)整路徑依賴等非技術(shù)層面工作上尤其如此。因此，在傳統(tǒng)配電網(wǎng)向泛在電力物聯(lián)網(wǎng)過渡的過程中，秉承一致的發(fā)展原則與規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對于整個電網(wǎng)的統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)至關(guān)重要，只有這樣才能在技術(shù)上一脈相承、在用戶習(xí)慣上始終如一、在工程建設(shè)上精益高效，短期內(nèi)規(guī)范產(chǎn)業(yè)積極向好發(fā)展，長期上確保與國網(wǎng)一號文精神高度一致，為智能堅強(qiáng)大電網(wǎng)建設(shè)保駕護(hù)航。

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Analysis on Planning and Development of Ubiquitous IOTIPS

LIN Pengzhong， LIN Pengwei

（State Grid Gannan Power Supply Company， Gannan Gansu 747000， China）

Abstract： As an intelligent service system， the ubiquitous IOTIPS is the advanced performance of active distribution network. On the basis of expounding the basic meaning and structure of ubiquitous IOTIPS， and according to the strategic arrangement and guidance of state grid corporation of China， this paper analyzes the development trend of IOTIPS and puts forward constructive suggestions.

Key words： ubiquitous IOTIPS; implication; structure; development; suggestion