泛在电力物联网研究现状分析

泛在电力物联网的建设主要是将信息化和人工智能等新技术、新理念应用于企业发展进程中,以提高电力企业的技术水平,同时这也是服务于国家战略需要,符合推动互联网、大数据、人工智能和制造业深度融合的战略要求,其对推动我国的科技进步、产业升级和提高人民生活水平具有重要意义。对泛在电力物联网的提出背景、建设目标和意义等进行介绍;讨论各界对泛在电力物联网的态度和相应措施;对泛在电力物联网建设的技术支持进行分析;举例说明泛在电力物联网在当下的典型应用;最后指出泛在电力物联网发展过程中可能遇到的问题。

泛在电力物联网的关键技术与应用前景

泛在电力物联网是以电力系统为核心,结合智能终端传感器、通信网、人工智能和云平台技术构成的复杂多网流系统,其具有全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新的特点。首先阐述了泛在电力物联网的基本概念、特征,并详细分析了其体系架构;其次,从智能芯片、5G与LPWA、物联网平台三方面探讨了泛在电力物联网的关键技术,从业务壁垒、信息安全、数据分析和商业模型4个角度分析了泛在电力物联网建设的关键难点;最后研究了泛在电力物联网的实际需求和应用前景。

面向泛在电力物联网的综合能源系统规划模型

泛在电力物联网建设一个重要方面便是实现更多终端小微设备的接入,使得数据的获取更加海量和多元化,实现数据流和能量流的深度融合,而综合能源系统是泛在电力物联网价值的重要实现形式。综合能源系统在其规划运行中涉及多种能源类型和海量数据,是一项复杂工程,因此面向泛在电力物联网建设进行综合能源系统的规划思考,提出综合能源系统规划的可靠性、经济性和区域差异性原则,建立了综合能源系统规划的基本模型,以及系统综合效益评价指标体系,并对系统规划运行的数据需求进行了分析,提出一套完整的综合能源系统规划思路方法。研究成果为我国综合能源系统的建设和实施提供理论依据。

泛在电力物联网的发展分析

泛在电力物联网对于我国电网未来绿色健康发展意义重大。为阐明泛在电力物联网的意义,首先详细分析了泛在电力物联网的概念、建设目标和目前存在的问题。继而研究了其所运用的大数据、云计算、区块链和人工智能等技术及其在电力系统中的应用。最后,总结分析了泛在电力物联网的应用场景,并针对泛在电力物联网的未来发展提出了相关的建议。

新一代智能电能表支撑泛在电力物联网技术研究

泛在物联网技术是未来电力能源体系的发展趋势,具备全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新的特点,建设泛在电力物联网是当前阶段国家电网公司落实“三型两网、世界一流”战略目标的核心任务。文章首先阐述了泛在电力物联网的基本概念和特征;其次,对新一代智能电能表提出了从满足最基本的计量需求设备转型为集计量、通信、数据采集、控制等多功能的新型智慧能源网关的技术需求,并分析新一代智能电能表的功能定位和设计需求;再次,分析新一代智能电能表在电动汽车有序充电、用电负荷特征智能分析、“多表合一”信息采集等支撑泛在电力物联网建设的典型业务场景中的应用。最后,论述了支撑泛在物联网工作的开展计划以及未来的前景展望。

利益驱动的泛在电力物联网

建设泛在电力物联网是实现我国能源生产和消费转型目标的关键步骤。从物联网在电力和能源系统中的利益问题出发,论述了利益驱动的泛在电力物联网的意义,提出了实施的关键技术和应用前景,其中,利益是泛在电力物联网发展的动力,经济价值回收是其可持续发展的关键。首先,分析了电力物联网演化到泛在电力物联网的过程,给出了电力物联网在不同文献中的定义,并提炼出泛在电力物联网的核心思想。在此基础上,阐述了泛在电力物联网在建设中所面临的挑战、需要的关键技术以及期望的目标。然后,结合国家电网公司的泛在电力物联网建设大纲,对泛在电力物联网的发展前景、开展形式和经济价值回收方式进行了探讨。最后,对泛在电力物联网在可再生能源高效利用和提高企业收益方面进行了分析和展望。

泛在电力物联网实施策略研究

建设泛在电力物联网是实现能源转型目标的必要手段。从电力系统发展历程和面临的问题出发,论述了泛在电力物联网的意义,提出了实施策略和可能遇到的问题。为实现能源转型,风电光电等可再生能源装机容量不断增加。这些能源的随机性给电力系统的功率平衡造成巨大压力,有时不得不弃掉一部分风电光电。为了维持电力系统的稳定运行、提高风电光电的利用率,必须对可控负荷和分散式发电进行控制。因此,需要用互联网连接可控负荷和分散式发电,形成泛在电力物联网。常规发电厂、大型风电场、光电站等已经和电力系统连接了,调度可以直接控制。因此,泛在电力物联网主要任务是连接负荷和分散式发电,尤其是可控负荷。电动汽车是可控负荷中最容易实现可控的,其次是热水器、电热锅炉和空调等。利用泛在电力物联网,协同控制风电光电、可控负荷、分散式发电等,可以提高风电光电利用率,实现能源转型目标。

Architecture design and demand analysis on application layer of standard system for ubiquitous power Internet of Things

The ubiquitous power Internet of Things(UPIoT)is an intelligent service system with comprehensive state perception,efficient processing,and flexible application of information.It focuses on each link of the power system and makes full use of the mobile internet,artificial intelligence,and other advanced information and communication technologies in order to realize the inter-human interaction of all things in all links of the power system.This article systematically presents to the national and international organizations and agencies in charge of UPIoT layer standardization the status quo of the research on the Internet of Things(IoT)-related industry standards system.It briefly describes the generic standard classification methods,layered architecture,conceptual model,and system tables in the UPIoT application layer.Based on the principles of inheritance,innovation,and practicability,this study divides the application layer into customer service,power grid operation,integrated energy,and enterprise operation,emerging business and analyzes the standard requirements of these five fields.This study also proposes a standard plan.Finally,it summarizes the research report and provides suggestions for a follow-up work.

泛在电力物联网在电力市场应用中的展望

随着电力体制改革的不断深化,电力用户借助分布式发电、储能系统和电动汽车等新兴技术已经具备了参与电力交易的能力,但传统电力系统的运行控制方式却难以适应新时代开放电力市场的需求。国家电网有限公司所提出的泛在电力物联网(ubiquitouspowerinternet ofthings,UPIoT)战略可以实现电力系统各环节互连、状态全面感知和优化控制,是建设开放电力市场的有效技术支撑。基于此,分析了新时代电力系统发展所面临的挑战以及建设泛在电力物联网的必要性;研究了泛在电力物联网在开放电力市场中的典型应用;对面向电力市场的泛在电力物联网关键技术进行了讨论,为构建现代化开放电力市场提供参考。

泛在电力物联网在北京经济技术开发区的应用探索

泛在电力物联网是物联网在电力领域的具体体现,建设泛在电力物联网是推进"三型两网"建设的关键环节,也是实现能源转型的必要手段。阐述了泛在电力物联网的定义,从供电公司角度出发,根据北京经济技术开发区实际情况,讨论了依托地区特点的泛在电力物联网实施策略和实际应用场景,分析了可能遇到的问题。得出结论:随着泛在电力物联网的深入建设,供电公司能够为电力客户提供多元化服务,提高客户满意度;地市供电公司能够依托泛在电力物联网开展更多电力相关业务;泛在电力物联网的安全性、实用性、有效性是发展面临的首要问题。

基于泛在电力物联网的用电行为特征解析与应用研究

针对现有技术存在电力负荷分析预测、电网规划和业扩报装困难等问题,提出基于泛在电力物联网的用电行为特征分析方法。采用思维进化算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化,然后输入跟用户用电行为有关的电费单价、家庭经济情况和天气等因素数据,经过训练收敛输出一个融合各种因素的用电行为数据,最后再采用灰色GM(1,1)模型,根据融合后的数据实现了用户的用电行为预测,从而快速输出预测数据。以淮安市2018年的食品、饮料和烟酒制造业的用电量为例,提高了数据融合的预测结果准确度。

美国NIST互操作性智能电网框架分析与启示

智能电网发展至今,各国根据本国能源特点建立了不同的智能电网技术标准,较好地发展了适合于本国的智能电网。近年来泛在电力物联网的建设逐步成为我国电网智能化发展的新战略,美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)公布的互操作智能电网技术框架以及智能电网网络安全标准体系对我国泛在电力物联网建设具有一定借鉴意义。分别从技术框架构成、网络安全策略角度分析了美国NIST公布的互操作智能电网技术框架以及智能电网网络安全标准体系。通过研究美国NIST互操作性智能电网技术框架及网络安全标准,分析智能电网中互操作性的设计方案,并总结美国智能电网技术对我国新阶段泛在电力物联网建设的启示。

深度学习在泛在电力物联网中的应用与挑战

泛在电力物联网是智能电网发展的高级应用形态,对电网的数据处理能力和计算能力提出了更高的要求。近年来,深度学习技术取得了突破性的进展,为泛在电力物联网的实现与发展提供了强大的支撑。基于此,总结了现有深度学习模型的主要组成及技术特点;从泛在电力物联网应用的技术需求出发,综述了深度学习在数据处理、边缘计算以及态势感知方面的技术特点与应用场合;基于泛在电力物联网应用的典型场景,深入分析了深度学习在泛在电力物联网中的具体应用,为泛在电力物联网的建设与研究提供参考。

共识机制的身份认证算法研究

共识机制是区块链的核心,实现整个区块链网络中高度分散节点对数据快速地达成共识,确保全网数据的一致性。随着泛在电力物联网的建设,海量终端接入系统的同时,给泛在电力物联网信息安全带来挑战。因此,文章基于区块链共识机制应用于泛在电力物联网,首先分析区块链整体架构的特性,将其应用于泛在电力物联网身份认证环节,构建基于区块链的身份认证算法,解决了终端(SM)与数据聚合器(SP)之间的身份认证问题,提高了认证的效率及安全,将认证的安全性与可靠性和区块链的安全性与可靠性保持一致。采用哈希算法签名及验签,提高区块链在泛在电力物联网认证的效率及认证过程的可扩展性,认证过程应用RSA算法进行非对称加密。最后,进行了安全分析和效率方面分析论证,指出了未来泛在电力物联网身份管理系统建设的趋势,并阐述了如何构建泛在电力物联网完整身份认证系统,论文的研究成果可为区块链在泛在电力物联网身份认证领域的应用提供参考。

泛在电力物联网发展建议及关键技术展望

为实现电力系统各环节互联、人机交互、状态全面感知、信息高效处理,国家电网有限公司提出了发展泛在电力物联网的战略目标。构建泛在电力物联网是信息融合的发展趋势,也是承载能源数据流的最佳途径。以能源技术发展趋势为依托,对泛在电力物联网的定义及特点进行了阐述,依据中国能源发展规律,提出了泛在电力物联网的发展建议。结合电力系统实际现状,提出了建设泛在电力物联网需要突破的关键技术。通过梳理泛在电力物联网的基本概念,聚焦下一步重点研究工作。

基于深度学习的泛在电力物联网应用场景分析

建设安全、稳固且信息共享的泛在电力物联网是当前电力行业的研究重点。随着人工智能技术的不断发展,深度学习以其优异的数据处理能力、强烈的态势感知能力广泛应用于各行各业。基于此,总结泛在电力物联网的基本结构、关键技术及深度学习基本理论,对深度学习在电力行业的应用进行论述,为深度学习在泛在电力物联网中的应用提供借鉴。

500kV四分裂输电线路防震锤检修机器人机型设计与优化

高压电力线缆是电能传输的重要通道,多分裂输电导线是电力传输的主力,而防震锤是四分裂输电导线上的重要金具,由于恶劣的服役环境,经常会出现防震锤钢绞线变形、锤头及螺栓丢失等故障发生,严重影响输电线路的正常运行。国内外研究表明利用机器人代替人工进行输电线路检修作业是一种行之有效的手段,基于此,面向四分裂超高压导线防震锤检修作业,提出了相应的防震锤检修机器人基本构型和检修作业运动规划,建立了机器人的三维实体模型,为精简机器人连杆结构和关节参数,剔除机器人冗余机构,基于机器人运动学模型,利用蒙特卡洛法对末端作业空间进行了仿真分析,通过点云图和末端可达空间分析,机器人的连杆长度存在一定冗余,通过缩短机器人的连杆参数,优化精简机器人的结构,一定程度上可以节省机器人开发成本。最后,开发了结构紧凑型机器人虚拟样机,并提出了泛在电力物联网背景下的电力机器人新型控制体系架构,为电力系统运维管理一体化技术奠定了坚实的理论基础。

考虑自恢复能力的电力-通信网可靠性与经济性分析

随着泛在电力物联网的建设,电力网与通信网耦合程度加深,对新型发展趋势下的电力物理信息系统可靠性与经济性的研究具有十分重要的理论价值和实际意义。首先,系统性阐述了泛在电力物联网中感知层与网络层的运行特点及其对电力网与通信网耦合关系的影响;然后,运用相互依存网络理论建立了完全一一对应的电力CPS相依网络模型,并介绍了网络攻击方式以及通信节点的自恢复能力;最后,通过电力通信系统的网络攻击算例仿真,分析并对比4种攻击方式和恢复方式组合下的电力网可靠性和通信网经济性,由此为泛在电力物联网初期建设提出合理性建议。

泛在电力物联网在电力系统中应用的展望

为顺应能源革命和数字革命的融合发展趋势,泛在电力互联网的概念被首次提出,并与坚强智能电网相辅相成,成为国网能源互联网在新时代下形成的全面感知、全程在线、全要素互联的能源电力新形态。文章首先论述了泛在电力物联网的基本概念与发展意义;其次在数据服务、打造经济安全电网、促进新能源消纳三个方面对泛在电力物联网的应用进行展望,结合了数据的处理与增值服务、电力系统运行规划、公司的管理和运营、源-网-荷-储等方面。

泛在电力物联网下的配网物资储检配一体化基地建设探索

随着泛在电力物联网的提出和“三型两网”建设的全面推进,配网物资储检配一体化基地将在电网建设中发挥更大的支撑作用。在此背景下,首先阐述了泛在电力物联网下配网物资储检配一体化基地的系统架构和业务体系。然后,详细介绍了包括智能感知技术、物资ID应用、自动装卸与检定、信息化管理系统在内的储检配一体化基地建设关键技术。接着,分析了建设储检配一体化基地的经济效益、时间效益和其他效益。最后,给出了储检配一体化基地在未来泛在电力物联网的应用场景和展望。