泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施策略分析

嚴(yán)杰峰　雷明

摘要：建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)的必要手段。為了實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，風(fēng)電光電等可再生能源裝機(jī)容量不斷增加。這些能源的隨機(jī)性給電力系統(tǒng)的功率平衡造成巨大壓力，有時(shí)不得不棄掉一部分風(fēng)電光電。為了維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、提高風(fēng)電光電的利用率，必須對(duì)可控負(fù)荷和分散式發(fā)電進(jìn)行控制。隨著交直流輸電規(guī)模的迅速擴(kuò)大，分布式發(fā)電設(shè)備接入類(lèi)型與數(shù)量快速增加，導(dǎo)致電網(wǎng)復(fù)雜程度不斷提升，對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)形態(tài)提出了挑戰(zhàn)。另一方面，人工智能技術(shù)的發(fā)展也對(duì)電網(wǎng)的功能以及運(yùn)行方式提出了新的要求。因此，結(jié)合泛在物聯(lián)技術(shù)將現(xiàn)有電力系統(tǒng)建設(shè)成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是未來(lái)電力能源體系的發(fā)展趨勢(shì)，也是當(dāng)前階段國(guó)家電網(wǎng)最緊迫、最重要的任務(wù)，而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施策略的研究，能夠提升其安全防護(hù)技術(shù)，能夠促使其發(fā)展朝著繁盛的方向前進(jìn)?；诖?，本文主要分析了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施策略有關(guān)內(nèi)容，可供參考。

關(guān)鍵詞：泛在;電力;物聯(lián)網(wǎng);實(shí)施策略

1概述

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)不僅是技術(shù)的創(chuàng)新，更是管理的創(chuàng)新。建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以全面感知源網(wǎng)荷儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境信息，用市場(chǎng)辦法引導(dǎo)用戶(hù)參與電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻，通過(guò)虛擬電廠和多能互補(bǔ)提高分布式新能源友好并網(wǎng)水平和電網(wǎng)可調(diào)容量占比，緩解棄風(fēng)棄光，促進(jìn)清潔能源消納。常規(guī)發(fā)電廠、大型風(fēng)電場(chǎng)以及光電站等已經(jīng)和電力系統(tǒng)連接了，調(diào)度可以直接控制;泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的主要任務(wù)是連接負(fù)荷和分散式發(fā)電，尤其是可控負(fù)荷。利用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，協(xié)同控制風(fēng)電光電、可控負(fù)荷以及分散式發(fā)電等，可以提高風(fēng)電光電利用率，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)。電動(dòng)汽車(chē)是可控負(fù)荷中最容易實(shí)現(xiàn)可控的，其次是熱水器、電熱鍋爐和空調(diào)等。利用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以組織可控負(fù)荷參與電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻。

2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概述

2.1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

泛在物聯(lián)是指任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何人、任何物之間的信息連接和交互。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是泛在物聯(lián)在電力行業(yè)的具體應(yīng)用，是電力設(shè)備、電力企業(yè)、電力用戶(hù)、科研機(jī)構(gòu)等與電力系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備及人員之間的信息連接和交互;它將發(fā)電企業(yè)及其設(shè)備、電網(wǎng)企業(yè)及設(shè)備、電力用戶(hù)及設(shè)備、供應(yīng)商及其設(shè)備、設(shè)計(jì)院、科研單位等人和物連接起來(lái)，產(chǎn)生共享數(shù)據(jù)，為發(fā)電、電網(wǎng)、用戶(hù)、設(shè)備供應(yīng)商、科研、設(shè)計(jì)單位和政府提供服務(wù);以電網(wǎng)為樞紐，發(fā)揮平臺(tái)和共享作用，為電力行業(yè)和更多市場(chǎng)主體發(fā)展創(chuàng)造機(jī)遇，提供價(jià)值服務(wù)。通過(guò)應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算等信息技術(shù)和智能技術(shù)，匯集各方面資源，為規(guī)劃建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行、綜合服務(wù)、經(jīng)營(yíng)管理、新業(yè)務(wù)新模式發(fā)展、企業(yè)生態(tài)環(huán)境構(gòu)建等各方面，提供充足有效的信息和數(shù)據(jù)支撐。建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是社會(huì)和科技發(fā)展的必然。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的提出受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注，尤其是信息及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)。該概念涉及的內(nèi)容包括了發(fā)電、輸電、配電、用電等方面的技術(shù)問(wèn)題和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。

2.2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的主要特點(diǎn)和作用

（1）信息整合度高，通信方式簡(jiǎn)便。電力系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)控和數(shù)據(jù)監(jiān)控必須精確無(wú)誤、快速傳達(dá)，想要達(dá)到這一效果需要有效的融合聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)，簡(jiǎn)化和提高局域電力的通信步驟和方式。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是由ICT技術(shù)組建的應(yīng)用場(chǎng)地，導(dǎo)入人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)化三項(xiàng)發(fā)展。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)傳遞運(yùn)輸信息之前，需要對(duì)所采集的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，做一個(gè)初步的預(yù)測(cè)，為后面的檢測(cè)省去不必要的麻煩。同時(shí)也可以保證龐大數(shù)據(jù)的安全，之后經(jīng)過(guò)傳感系統(tǒng)，結(jié)合大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)分析，以此來(lái)判定電力資源和網(wǎng)絡(luò)通信的具體情況。接下來(lái)，會(huì)將所得結(jié)論傳送到用戶(hù)終端，以客服服務(wù)的方式為用戶(hù)解答相關(guān)的電力問(wèn)題。

（2）信息感知全面豐富，組網(wǎng)迅速靈活。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)主要是由“平臺(tái)”“網(wǎng)絡(luò)”“感知”組成，以信息物理融合（CPS）進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計(jì)，從而構(gòu)建專(zhuān)業(yè)化的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。它可以根據(jù)電力行業(yè)的實(shí)際需求來(lái)規(guī)劃和設(shè)計(jì)電力資源的分布和儲(chǔ)備，實(shí)現(xiàn)全面綜合的感知效果。當(dāng)然，這一切都?xì)w功于現(xiàn)代化的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用無(wú)線電技術(shù)來(lái)感知電力網(wǎng)的分布，所達(dá)到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全面豐富，而且組建物聯(lián)網(wǎng)也十分迅速。與此同時(shí)，無(wú)線電傳感設(shè)備的應(yīng)用，使得電力網(wǎng)組建變得準(zhǔn)確無(wú)誤，以自主共建協(xié)作的方式開(kāi)展信息采集、處理和感知。由于物聯(lián)網(wǎng)所覆蓋的區(qū)域范圍相對(duì)廣泛，所以在電力監(jiān)控上會(huì)出現(xiàn)一定的延遲現(xiàn)象，這并不影響它的感知效果。

（3）拓?fù)渥兓l繁、具有一定的修復(fù)能力。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)變化頻繁主要是有以下幾個(gè)原因：第一，根據(jù)“一體化聯(lián)動(dòng)”能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈的內(nèi)容，傳感器的布置需要按照電力資源網(wǎng)的分布來(lái)安裝;第二，傳感設(shè)備在傳達(dá)信息數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生極大的電磁干擾，為了節(jié)省基礎(chǔ)設(shè)備的維修資金，傳感器需要定時(shí)的休整變動(dòng);第三，由于長(zhǎng)時(shí)間的工作運(yùn)行，傳感設(shè)備容易出現(xiàn)一定的問(wèn)題，如零件損壞、機(jī)械硬化以及終端連接錯(cuò)誤等。雖然泛在電力物聯(lián)網(wǎng)會(huì)不定時(shí)的變化，但是這并不影響傳感器的高效運(yùn)行，這時(shí)需要打開(kāi)智能修復(fù)系統(tǒng)，讓傳感器自主檢查治愈，根據(jù)實(shí)時(shí)變動(dòng)的信息來(lái)調(diào)整。電力系統(tǒng)的路線非常復(fù)雜，所以工作人員必須全面的考慮機(jī)械設(shè)備的精準(zhǔn)度，合理的運(yùn)用，正確的梳理電力線路的分布，依照泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的“虛擬電廠”進(jìn)行重整設(shè)計(jì)調(diào)和，提高基礎(chǔ)設(shè)備的利用率。

2.3建立泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)

發(fā)揮泛在物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)是其建設(shè)的主要目標(biāo)。電力數(shù)據(jù)來(lái)源各異，包含控制、計(jì)量、監(jiān)測(cè)等不同類(lèi)型、不同時(shí)空尺度，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)統(tǒng)一分析及深度挖掘，是其首要建設(shè)目標(biāo)。電力數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)象不同，打破數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)貫通是其第二階段建設(shè)目標(biāo)。最終將電力數(shù)據(jù)應(yīng)用于各行各業(yè)之中，推廣不同行業(yè)廣泛參與的商業(yè)模式是其最終所要完成的建設(shè)目標(biāo)?？梢?jiàn)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，能夠使其在人工智能技術(shù)等數(shù)據(jù)知識(shí)挖掘技術(shù)得到普遍的發(fā)展以及應(yīng)用。

2.4泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的使命

智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相輔相成、融合發(fā)展，形成強(qiáng)大的價(jià)值創(chuàng)造平臺(tái)，共同構(gòu)成能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流“三流合一”的能源互聯(lián)網(wǎng)。從三代電力系統(tǒng)發(fā)展歷程可見(jiàn)，能源轉(zhuǎn)型是必須的。發(fā)展風(fēng)電和光電是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)的必要手段。風(fēng)電光電比例增加導(dǎo)致了棄風(fēng)棄光，為了實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)，必須減少棄風(fēng)棄光。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)要解決的主要問(wèn)題就是如何減少棄風(fēng)棄光，提高新能源利用率，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)。風(fēng)電場(chǎng)、火電廠、光電站、水電廠和大型用戶(hù)等已經(jīng)和調(diào)度連接了，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)主要是連接用戶(hù)和分散發(fā)電，尤其是可控負(fù)荷用戶(hù)。把可控負(fù)荷和分散發(fā)電有效控制起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷協(xié)同，減少棄風(fēng)棄光。

3電力物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施策略分析

3.1提高電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平

當(dāng)前，我國(guó)電網(wǎng)存在能源分布不均、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理以及電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力不足等問(wèn)題。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以有效地解決這些問(wèn)題，并通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)電力系統(tǒng)的發(fā)展，“發(fā)—輸—變—配”各個(gè)環(huán)節(jié)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研發(fā)風(fēng)能、太陽(yáng)能、負(fù)荷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，建立以火電機(jī)組為底層支撐的能源統(tǒng)一調(diào)控系統(tǒng)。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高輸電環(huán)節(jié)可靠性、設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)診斷技術(shù)，利用智能傳感及智能終端提升保護(hù)、通信等二次設(shè)備的感知能力以及終端智能，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合處理、數(shù)據(jù)傳輸、綜合判斷等功能，能夠提升電網(wǎng)的安全性、可靠性與智能化水準(zhǔn)。結(jié)合電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立智能配電管理系統(tǒng)（IDMS），實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、智能巡檢、快速故障診斷恢復(fù)、優(yōu)化運(yùn)行控制與管理全部在線;對(duì)于難以線上工作的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)節(jié)，通過(guò)電子身份認(rèn)證、電子工作票以及在線監(jiān)督，可以降低人員冗余，進(jìn)而提高工作效率。

3.2保證清潔能源的消納，實(shí)施區(qū)域協(xié)調(diào)控制

基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景，要想實(shí)現(xiàn)最大化的應(yīng)用效果，政府必須保證清潔能源的消納，采取統(tǒng)籌式的控制管理。當(dāng)下，主要是以水力發(fā)電，造成非常大的不良影響，而風(fēng)電和光伏清潔能源市場(chǎng)占比份額相對(duì)較低，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)踐應(yīng)用可以極大地改變這一現(xiàn)象，促進(jìn)能源的合理劃分，達(dá)到最理想化的效益。例如，在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)環(huán)節(jié)中，工作人員要先開(kāi)展能源質(zhì)量的分析，以物聯(lián)網(wǎng)終端來(lái)實(shí)施全息感知，以免出現(xiàn)一定的漏洞，保證能源控制的有效性。政府人員要以“網(wǎng)、源”為主要因素，借助AI智能系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行觀測(cè)，把得出的分析數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)對(duì)比。之后，在安排專(zhuān)門(mén)的發(fā)電人員進(jìn)行能源的聚合，通過(guò)多次的發(fā)電預(yù)測(cè)來(lái)計(jì)算清潔能源的消耗比例，從而實(shí)時(shí)區(qū)域的協(xié)調(diào)控制。如果出現(xiàn)負(fù)荷的現(xiàn)象，技術(shù)人員要依托物聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)市場(chǎng)微觀調(diào)控，安排物聯(lián)管理中心來(lái)規(guī)劃能源的消納。

3.3提升電網(wǎng)資產(chǎn)管理水平

電網(wǎng)企業(yè)提出進(jìn)行資產(chǎn)生命周期管理，以生命周期為成本管理的主線，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)物流，信息流以及資產(chǎn)價(jià)值流的集約化管理。實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)管理以及精益管理的整個(gè)過(guò)程。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，變速器、變壓器以及配電設(shè)備的數(shù)量以及差動(dòng)量的增加迅速增加，同樣也復(fù)雜了運(yùn)行條件，常規(guī)設(shè)備巡檢通常都是通過(guò)電子設(shè)備以及人力來(lái)進(jìn)行，巡檢任務(wù)十分巨大，一方面對(duì)人力巡檢提出了高的要求，另一方面，設(shè)備巡檢、管理、分析、評(píng)估的高度集中也迫切需要一種新的智能化手段。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，利用實(shí)物ID數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)規(guī)劃、采購(gòu)、建設(shè)、運(yùn)行等全方位在線評(píng)估，線下操作;與此同時(shí)，營(yíng)銷(xiāo)員、物資人員以及建設(shè)人員也可以利用實(shí)物ID的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)帳戶(hù)，卡片以及材料數(shù)據(jù)更新的獨(dú)特性，完整性，準(zhǔn)確性以及及時(shí)性，提高設(shè)備賬、卡、物的管理水平。物聯(lián)網(wǎng)物理ID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)管理的識(shí)別，感知以及信息傳遞，提高電網(wǎng)資產(chǎn)管理水平。

3.4打造智慧能源的服務(wù)平臺(tái)

智能能源服務(wù)平臺(tái)為網(wǎng)格以及用戶(hù)提供了一個(gè)交互式平臺(tái)。利用合理的商業(yè)模式與激勵(lì)政策提升用戶(hù)參與電力互動(dòng)的積極性，通過(guò)電動(dòng)汽車(chē)參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻對(duì)用戶(hù)進(jìn)行電價(jià)補(bǔ)償，通過(guò)智慧能源服務(wù)平臺(tái)將傳統(tǒng)能源企業(yè)、園區(qū)工業(yè)、智慧城市、新興企業(yè)全部納入服務(wù)范圍，通過(guò)電動(dòng)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)，光伏云網(wǎng)絡(luò)，終端邊緣計(jì)算等技術(shù)，提供新的能源服務(wù)，如互聯(lián)網(wǎng)金融，大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)以及在線供應(yīng)鏈融資，超越基本供電服務(wù)。從而建成涵蓋發(fā)電運(yùn)營(yíng)、政府、金融機(jī)構(gòu)、電網(wǎng)、第三方投資、用戶(hù)、裝置制造等在內(nèi)的能源生態(tài)體系。

3.5智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。它以充分滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)電力的需求和優(yōu)化資源配置，確保電力供應(yīng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，滿(mǎn)足環(huán)保約束，保證電能質(zhì)量，適應(yīng)電力市場(chǎng)化發(fā)展等為目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)可靠、清潔、經(jīng)濟(jì)、互動(dòng)的電力供應(yīng)和增值服務(wù)。智能電網(wǎng)貫穿發(fā)、輸、配、用全過(guò)程，建設(shè)智能電網(wǎng)，需要電力系統(tǒng)各領(lǐng)域的積極合作。智能電網(wǎng)主要具有堅(jiān)強(qiáng)、自愈、經(jīng)濟(jì)、集成、兼容、優(yōu)化等特性。智能電網(wǎng)主要體現(xiàn)在：科學(xué)經(jīng)濟(jì)的配網(wǎng)規(guī)劃;迅速的故障反應(yīng);可靠的電力供給;自適應(yīng)的故障處理能力;更高的電能質(zhì)量;可靠經(jīng)濟(jì)的設(shè)備管理;支持分布式能源和儲(chǔ)能元件;與用戶(hù)的更多交互;允許用戶(hù)向電網(wǎng)提供多余的電力;根據(jù)用戶(hù)的信用控制電力的供給。

3.6開(kāi)展新型物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，保證泛在電力系統(tǒng)的安全性

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)要融入智能電網(wǎng)，相互依托共同進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)模式的轉(zhuǎn)型。為了進(jìn)一步提高電力的使用效率，政府和企業(yè)要正式開(kāi)展新型物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)設(shè)計(jì)，保證泛在電力系統(tǒng)的可靠性，這是全面推進(jìn)的基本途徑。以城市電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為例，政府和企業(yè)要密切的合作，成立專(zhuān)門(mén)的研究機(jī)構(gòu)和部門(mén)，大力建設(shè)“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”，完善基礎(chǔ)的電力設(shè)備，并安排網(wǎng)絡(luò)監(jiān)察小組定時(shí)的檢測(cè)“電力數(shù)據(jù)和通信接受、收范圍”。然后，政府行業(yè)機(jī)構(gòu)要主動(dòng)協(xié)調(diào)能源客戶(hù)和供應(yīng)商之間的關(guān)系，引領(lǐng)兩者同時(shí)進(jìn)行“內(nèi)部用戶(hù)”體驗(yàn)，感受“泛在”的信息寬廣性。接下來(lái)，政府公共事業(yè)部要在各級(jí)城市地區(qū)引入“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，給每個(gè)區(qū)縣下發(fā)相應(yīng)的電力系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)，并派遣專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員，輔助當(dāng)?shù)卣_(kāi)發(fā)和研究“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”，結(jié)合本地區(qū)的電力和人群特點(diǎn)，實(shí)施精準(zhǔn)的管理。最后，國(guó)家電網(wǎng)公司會(huì)對(duì)每個(gè)城市地區(qū)的“物聯(lián)網(wǎng)”實(shí)施統(tǒng)一的規(guī)劃，建立“三型兩網(wǎng)”的泛在電力模式。在這個(gè)過(guò)程中，政府要遵循“體系創(chuàng)新”的原則，組建高質(zhì)量的研發(fā)隊(duì)伍，滿(mǎn)足每個(gè)用戶(hù)的根本需求，只有保證這一前提，才能真正地達(dá)到現(xiàn)代化的“物聯(lián)網(wǎng)”。

3.7風(fēng)電水電協(xié)同運(yùn)行

風(fēng)力發(fā)電等隨機(jī)性可再生能源的接納是當(dāng)前電力系統(tǒng)面臨的基本問(wèn)題。風(fēng)電的隨機(jī)性導(dǎo)致部分時(shí)間系統(tǒng)內(nèi)功率過(guò)剩，風(fēng)電場(chǎng)被迫關(guān)機(jī)或降低出力;而在其他時(shí)間系統(tǒng)有功功率不足，頻率降低或需要增加備用容量。風(fēng)電場(chǎng)具有能量輸出，水電廠具有容量保證，風(fēng)電和水電具有互補(bǔ)性。在保證系統(tǒng)安全運(yùn)行條件下，考慮水電廠的水能儲(chǔ)備和風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)輸出功率，發(fā)揮水電機(jī)組的快速調(diào)節(jié)作用，目標(biāo)是保證協(xié)同運(yùn)行的水電廠和風(fēng)電場(chǎng)向電力系統(tǒng)提供的有功功率之和按計(jì)劃輸出。從而將隨機(jī)電源轉(zhuǎn)化成能夠保證輸出功率的按計(jì)劃發(fā)電的電源，降低了含隨機(jī)電源的電力系統(tǒng)調(diào)度和運(yùn)行的難度，減少了棄風(fēng)。這種運(yùn)行方式叫做風(fēng)電和水電的協(xié)同運(yùn)行（CHWG）。

3.8常規(guī)發(fā)電廠與新能源發(fā)電廠協(xié)同運(yùn)行

（1）風(fēng)電水電協(xié)同運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電等隨機(jī)性可再生能源的接納是當(dāng)前電力系統(tǒng)面臨的基本問(wèn)題。風(fēng)電的隨機(jī)性導(dǎo)致部分時(shí)間系統(tǒng)內(nèi)功率過(guò)剩，風(fēng)電場(chǎng)被迫關(guān)機(jī)或降低出力;而在其他時(shí)間系統(tǒng)有功功率不足，頻率降低或需要增加備用容量。風(fēng)電場(chǎng)具有能量輸出，水電廠具有容量保證，風(fēng)電和水電具有互補(bǔ)性。在保證系統(tǒng)安全運(yùn)行條件下，考慮水電廠的水能儲(chǔ)備和風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)輸出功率，發(fā)揮水電機(jī)組的快速調(diào)節(jié)作用，目標(biāo)是保證協(xié)同運(yùn)行的水電廠和風(fēng)電場(chǎng)向電力系統(tǒng)提供的有功功率之和按計(jì)劃輸出。從而將隨機(jī)電源轉(zhuǎn)化成能夠保證輸出功率的按計(jì)劃發(fā)電的電源，降低了含隨機(jī)電源的電力系統(tǒng)調(diào)度和運(yùn)行的難度，減少了棄風(fēng)。這種運(yùn)行方式叫做風(fēng)電和水電的協(xié)同運(yùn)行（CHWG）。風(fēng)電水電協(xié)同運(yùn)行機(jī)理及控制方法的理論研究，對(duì)揭示電力系統(tǒng)中隨機(jī)電源的獨(dú)立控制規(guī)律具有重要意義，為了解決大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行提供了新的思路。協(xié)同運(yùn)行原理如圖1所示，以較少的水電能量協(xié)同較大的風(fēng)電能量。協(xié)同運(yùn)行原理同樣適用于可以深度調(diào)節(jié)的火電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)。

圖1風(fēng)電水電協(xié)同運(yùn)行原理圖

（2）風(fēng)電火電打捆輸送。風(fēng)電火電打捆輸送對(duì)減少棄風(fēng)、實(shí)現(xiàn)新能源遠(yuǎn)距離輸送具有重要意義。我國(guó)風(fēng)能開(kāi)發(fā)主要集中在風(fēng)能資源豐富的三北地區(qū)，這些地區(qū)受電力負(fù)荷水平低、系統(tǒng)規(guī)模小、風(fēng)電就地消納能力不足的限制，大規(guī)模風(fēng)電必須送到區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)甚至其他區(qū)域電網(wǎng)消納。風(fēng)電年利用小時(shí)數(shù)低，單獨(dú)遠(yuǎn)距離傳輸經(jīng)濟(jì)性差，同時(shí)傳輸線路上的功率頻繁波動(dòng)不利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，采取風(fēng)電火電打捆外送并對(duì)風(fēng)電火電的有功功率進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，能有效地減小線路功率的波動(dòng)，有利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。風(fēng)火打捆外送已經(jīng)在西北獲得應(yīng)用。風(fēng)火打捆適用于風(fēng)電場(chǎng)和火電廠距離不太遠(yuǎn)，可以使用同一線路輸送的場(chǎng)合。

（3）熱電廠的棄風(fēng)蓄熱。東北西北等地區(qū)冬季風(fēng)資源較好，此時(shí)需要供熱，熱電機(jī)組“以熱定電”必須發(fā)出一定的電功率，造成棄風(fēng)。為了調(diào)峰需要，允許供熱電廠建設(shè)電蓄熱裝置，棄風(fēng)加熱、存儲(chǔ)熱能，增加電網(wǎng)負(fù)荷谷值，從而為風(fēng)電上網(wǎng)留出更大空間，提升風(fēng)電消納率，降低熱電機(jī)組熱負(fù)荷峰值，且能為整個(gè)電熱聯(lián)合系統(tǒng)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收益。熱電廠蓄熱儲(chǔ)能原理如圖2所示。其特點(diǎn)是風(fēng)電場(chǎng)減少了棄風(fēng)，部分收益分配給熱電廠，熱電廠用棄風(fēng)電能是獲得收益的;而對(duì)社會(huì)的回饋是減少了煤炭的使用，為保護(hù)環(huán)境做出了貢獻(xiàn)。

圖2熱電廠蓄熱儲(chǔ)能原理圖

4可控負(fù)荷的有效控制研究

4.1可控負(fù)荷

電動(dòng)汽車(chē)是可控負(fù)荷中最容易實(shí)現(xiàn)可控的，其次是熱水器、電熱鍋爐和空調(diào)等。利用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以組織可控負(fù)荷參與電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻。當(dāng)然，可控負(fù)荷的控制應(yīng)該和被控用戶(hù)有協(xié)議，并且用戶(hù)可以獲得被控收益，實(shí)現(xiàn)控制與被控制的雙贏。

4.2電動(dòng)汽車(chē)的充放電控制

電動(dòng)汽車(chē)（EV）是一種非常特殊的負(fù)荷，因?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)不僅可以作為負(fù)載，還可以作為發(fā)電機(jī)，對(duì)應(yīng)充電（G2V）和放電（V2G）模式。適用條件如下：第一，電動(dòng)汽車(chē)屬于可控負(fù)荷，對(duì)其充電進(jìn)行控制可以達(dá)到在時(shí)間上移動(dòng)負(fù)荷，調(diào)整負(fù)荷曲線和響應(yīng)新能源發(fā)電的目的。對(duì)于允許充電控制的汽車(chē)，給予電價(jià)優(yōu)惠。第二，使用上達(dá)不到最佳充放電周期的電動(dòng)汽車(chē)或者長(zhǎng)時(shí)間閑置不用時(shí)，也會(huì)減少電池的使用壽命，適當(dāng)?shù)腣2G有助于維護(hù)電池的壽命，同時(shí)車(chē)主可以獲得收益。但是頻繁的V2G模式會(huì)降低電池壽命，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都是不可行的。第三，在緊急情況下，電動(dòng)汽車(chē)可以作為分布式儲(chǔ)能，保證就近的一級(jí)負(fù)荷供電，車(chē)主可以獲得應(yīng)急支援的高額補(bǔ)償。因此，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行聚類(lèi)分析，分類(lèi)適當(dāng)使用，將給電力系統(tǒng)和車(chē)主帶來(lái)雙贏。汽車(chē)的無(wú)線通信和網(wǎng)絡(luò)功能已經(jīng)成熟并得到廣泛應(yīng)用，基本具備控制條件。

5結(jié)語(yǔ)

總之，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)主要是以電力系統(tǒng)為核心，結(jié)合智能終端傳感器、人工智能、通信網(wǎng)、云平臺(tái)技術(shù)，構(gòu)成的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)交互人物信息、交互電力系統(tǒng)設(shè)備信息，實(shí)時(shí)將能源的消耗以及生產(chǎn)之間進(jìn)行平衡，保障電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行;另一方面也可以促進(jìn)電力市場(chǎng)的開(kāi)放，實(shí)現(xiàn)供需交易的快速響應(yīng)，以及清晰明了的電網(wǎng)資產(chǎn)評(píng)估。泛在物聯(lián)技術(shù)與電力系統(tǒng)的結(jié)合，最終將會(huì)構(gòu)建多方參與的能源生態(tài)體系。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正處于應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的最前沿，它可以通過(guò)泛在的感知技術(shù)賦予電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的靈活感知、實(shí)時(shí)通信、智能控制和可靠的信息安全等能力，不斷提升電網(wǎng)運(yùn)行控制和調(diào)度的智能化水平，持續(xù)深入提高各種類(lèi)型能源之間的互動(dòng)能力，從而使電網(wǎng)從單純的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)向智能能源信息一體化基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)展，將現(xiàn)有的電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝?、更安全、更可靠、更具彈性和可持續(xù)性的智能網(wǎng)絡(luò)化電力能源系統(tǒng)。

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作者簡(jiǎn)介：

嚴(yán)杰峰（1985-12）;性別：男;職稱(chēng)：工程師;學(xué)歷：工學(xué)學(xué)士;主要研究方向：電力營(yíng)銷(xiāo)計(jì)量管理、電力通信技術(shù);

雷明（1985-10）;性別：男;職稱(chēng)：助理工程師;學(xué)歷：理學(xué)學(xué)士;主要研究方向：電力通信技術(shù)、用電管理、項(xiàng)目管理。