面向能源互联网数字孪生的电力物联网关键技术及展望

随着“碳达峰、碳中和”目标与以新能源为主体的新型电力系统的提出,能源技术与数字技术进一步深度融合,电网加速向能源互联网演进。构建能源互联网及其数字孪生系统对电力物联网技术提出了更高要求,也极大拓展了电力物联网的内涵和外延。该文主要围绕如何构建面向能源互联网数字孪生系统的电力物联网,分析其面临的两大科学问题：物理数字融合建模与电网资源协同互动,提出电力物联网体系架构和安全防御机制,研究“端–边–管–云–智”等多层级的关键支撑技术,包括精准感知与高效通信、高并发接入与海量数据管理、融合建模与趋优进化等技术,最后从设备、电网与用户三方面展望电力物联网支撑下的电网业务智能化典型应用。     

面向泛在电力物联网的网源协调关键技术分析

面向泛在电力物联网的网源协调构建本质是基于互联网思维,发挥电网的枢纽作用,构成网源协调友好互动的平台。分析面向泛在电力物联网的网源协调管理平台的设备感知层、数据传输层和业务应用层,探讨构建面向泛在电力物联网的网源协调管理平台关键技术,阐述了数据通信技术、机组运行状态监测及分级评价技术、机组调峰调频能力评价及控制优化技术等方面研究现状及面临的关键问题,为后续泛在电力物联网的研究和实践提供参考。     

面向全球能源互联网的电力大数据基础体系架构和标准体系研究

在充分研究调研大数据应用现状、智能电网大数据发展趋势的基础上,文章从数据源、数据管理、数据计算和数据应用等4个层面提出一套适用于全球能源互联网的电力大数据基础体系架构,并从功能、技术和部署的角度进行阐述,另外制定了电力大数据相关管理规范和应用标准体系,建立了电力大数据实时分析与离线分析场景的应用框架,支撑全球能源互联网环境下的电力大数据分析和决策。     

5G助力电力物联网：网络架构与关键技术

电力物联网（electricity internet of things, EIoT）作为物联网和智能电网的结合,能够有效整合各类通信设备以及电力资源,提高电网信息化水平及现有设备利用率,并为建设具备全面感知、高效应变、灵活处理的智慧能源互联网提供了典型范例。第5代移动通信（the fifth generation mobile communication network,5G）具备“高速率、高容量、高可靠性、低时延与低能耗”的特点,其关键技术能够满足电力系统“海量设备接入、海量电力数据传输、电网极高可靠性、灵活协同响应、设备寿命持久”的需求,因此将5G通信技术与电力物联网进行深度融合已成为下一步研究与发展的重点。首先概述了电力物联网的基本概念,并结合5G通信技术的特点,提出了基于5G的电力物联网总体架构;然后分析总结了现有5G关键技术及其在物联网中的应用,最后对5G通信技术和电力物联网融合的未来研究趋势进行展望。     

面向电力物联网的含可再生能源配电网运行展望

目前,电网缺乏对分布式能源及其所接入低压配电系统的有效量测,难以分析可再生能源大规模接入给配电网运行带来的显著不确定性。电力物联网技术可突破传统量测方式的瓶颈,应用于含可再生能源配电网的多级协调运行及可再生能源广域消纳。面向电力物联网的建设,阐述了可再生能源的状态感知、数据采集与处理过程。然后,利用物联网感知信息,从用户侧能量管理、分布式能源集群控制、配电网多时间尺度优化运行、综合能源系统运行等方面,构建了基于电力物联网平台的含可再生能源配电网运行方式框架。最后,对电力物联网在可再生能源系统中的预期应用效益进行了分析。     

基于"两网"融合的海岛能源互联网规划研究

海岛作为海洋资源开发的重要平台,由于远离大陆,受到资源补给的限制而难以得到充分发展,其中能源供给问题更是重中之重;目前近海岛屿的供电主要是依靠海底电缆输电线路和备用柴油发电机,存在设备投资多、故障查找修复时间长、运行维护成本高等不足,并且对环境的影响较为严重,因而急需更为环保高效可靠的供能方式来支撑海岛经济社会发展,另外国家能源转型发展的新战略也要求构建清洁低碳、安全高效的能源体系.在这种形势下,本文以浙江台州大陈岛为例,开展基于智能电网与电力物联网融合发展的绿色能源互联网规划研究和实践,深入分析其规划思路、方法,针对岛上资源和电网现状,考虑储能配置和分布式能源接入,结合电网规划和电力物联网规划,以100％绿色供电为目标,开展大陈岛能源互联网规划设计,研究成果可为我国众多海岛区域的电力能源发展提供参考借鉴.     

能源互联网电力交易区块链中的关键技术

随着清洁可再生能源产业的迅速发展,现有的能源架构难以满足能源产消的需要,一场能源行业的革新势在必行.能源互联网作为一个学术与工业界看好的下一代能源基础设施的发展方向,受到广泛关注,其开放、互联、对等、分享的基本特征为未来能源发展勾勒出一个丰富的愿景.然而,现有成熟的信息技术方案从设计思想到工程实施无法全面满足能源互联网...     

泛在电力物联网的技术架构与关键技术研究

介绍了泛在电力物联网的概念与技术架构,泛在电力物联网的核心是利用智能芯片、人工智能、大数据、云计算及无线通信等先进技术对电力信息等进行可靠、高效、实时地传输与利用。并从信息采集、信息识别、信息传输与信息处理4个方面阐述了泛在电力物联网的关键技术,分析了泛在电力物联网建设中存在的信息采集的准确性、信息传输的安全性、可再生能源消纳等难点,并提出未来展望。     

泛在电力物联网智能感知关键技术发展思路

智能感知是泛在电力物联网的数据入口,在泛在电力物联网建设中扮演着极其重要的角色。该文通过抽象化泛在物联网的信息论表述,量化比较了泛在电力物联网在数据传输容量上的优势,综合估算了智能感知网络规模,预测需要在此基础上解决海量异构多源数据融合、信息安全防护等问题。探讨了泛在电力物联网边缘算法的可分解性与下沉系数,定义了描述边缘算法可分解程度的范式,举例电力常用算法在泛在物联网边缘分解后的计算效率。讨论了智能感知在时空、类型、准确度的信息增益,以此为数学前提分别叙述了泛在电力物联网智能感知技术在通信网络、边缘计算、深度感知3个维度的发展思路,在此基础上讨论了泛在电力物联网的实际应用场景。     

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。     

能源互联网感知层技术标准体系研究

感知技术是能源互联网关键基础技术,感知技术标准化影响能源互联网的建设质量、可靠性和应用效果。在梳理传感器和电力各类业务终端技术标准现状基础上,分析了能源互联网感知层技术标准迫切需要体系化建设的需求。参考标准体系的构建方法,提出了感知层技术标准的体系架构,并从感知终端、标准类型、能源业务环节3个维度分析了感知技术标准的范围。基于此架构,阐述了传感器、量测终端、业务终端、边缘物联代理、本地通信接入方向的标准重点内容和重点技术标准。最后对开展的感知层技术标准研究工作进行了总结。     

电力物联网数据传输方案:现状与基于5G技术的展望

当前,电力物联网作为电力行业向能源互联网发展革新的过渡形态,在监控、管理等方向面临着新时代数字化变革.现有数据传输方案应对变革乏力,急需引入先进的数据传输方案作为数字化先导,引领并完善电力物联网的建设.第五代移动通信技术(5G)因具有带宽、时延、传输速率等性能指标上的优势,受到了各行各业青睐,在未来也被期望能够与电力物...     

面向能源互联网的大数据关键技术研究

随着能源互联网的不断发展,越来越多的业务数据被采集和存储,如何从这些数据中挖掘出对能源互联网运行有用的知识至关重要。文章从数据源层、数据管理层、数据计算层以及数据应用层等4个层面构建面向能源互联网的电力大数据体系架构,在此基础上,详细描述面向能源互联网的大数据智能化高效分析挖掘技术和面向能源互联网的信息物理融合安全技术。通过对能源互联网大数据分析和安全技术的总结,为能源互联网安全、可靠、高效运行提供重要的依据。     

基于5G的泛在电力物联网

在大规模分布式发电和储能的接入下,能源行业结构不断调整。能源互联网和泛在电力物联网的概念相继被提出,要实现电力系统数据的泛在连接,电网建设进入新阶段。5G技术飞速发展,有着带宽更大、传输速率更高、时延更低的特点,与泛在电力物联网网络层的建设紧密结合。介绍了泛在电力物联网的概念,结合5G技术的关键技术和特点,探讨5G在泛在电力物联网中的应用场景。最后指出了基于5G的泛在电力物联网面临的安全性挑战和未来发展方向。     

电力用户远程抄表系统在城市配网的应用

本文在分析城市配网进行远程抄表的重要性和优点的基础上,详细分析电力用户远程抄表系统在城市配网的应用,分析讨论结果将表明在城市配网中采用远程抄表系统能够解决现有的电力用户抄表系统的收费分散、工作效率低下、计量计费不准、计量信息实时性较差等不足。     

城市能源互联网的技术架构及在厦门市的实践探索

城市能源互联网可以实现电力网络、天然气网络、电气化交通网络等多种网络的深度融合,是未来城市能源系统转型和发展的方向。首先给出了城市互联网的定义,并阐述了城市能源互联网的核心思想和基本特征。随后,从运行、规划和运营的角度归纳分析了能源互联网的发展现状与面临的挑战。然后根据城市能源互联网互联互通的技术特点,提出了传输层-信息层-价格层三位一体的城市能源互联网技术架构,并对技术架构中涉及的规划、运行、运营和信息等相关技术的未来发展方向进行了分析。最后根据福建省厦门市终端能源网络特点,对城市能源互联网进行了局部的规划和试点建设,为下一步城市能源互联网的全面推广建设提供了建设蓝图。     

基于工业互联网的智慧能源服务系统架构研究

简述智慧能源系统及架构设计的现状与问题。提出了基于工业互联网的智慧能源服务系统,实现多元设备泛在接入、监视控制、电动汽车有序充电、储能充放电管理等功能。首先提出基于"泛在物联网+互联网"的智慧能源服务系统的总体架构,接着阐述了其技术架构和集成架构。最后介绍了系统的示范应用,系统已在国网总部部署,与营销业务、智慧车联网平台等系统互联互通,实现数据和资源共享。在平台基础上构建电动汽车和储能设备有序充放电应用,在北京、上海、河南等地试点,验证了该系统的实用性和有效性。     

面向电力物联网的轻量化5G通信关键技术研究

新一代5G通信技术在电力物联网应用中存在功耗和成本居高的问题,所以轻量化5G通信关键技术的相关研究具有重要意义。分析了电力5G典型业务场景需求及电力5G技术演进。重点探讨了轻量化5G终端的复杂度、成本、功耗以及安全性。结合国内主流商用5G网络,分析了轻量化5G峰值速率与电力物联网业务需求匹配特性。对轻量化5G在电力行业应用的演进方向展开了讨论。最后,分析了轻量化5G在电力物联网中部署典型应用案例。     

基于物联网技术的海上油田综合能源管理系统架构

海上风能、太阳能资源丰富,且海上油田生产过程中的伴生天然气,为海上油田综合能源系统的建设提供了必要条件.受自然环境条件的限制,海上油田综合能源系统的能量管理必须向着智能化方向发展.在此背景下,在海上油田综合能源系统物理框架的基础上,构建了基于物联网技术的海上油田综合能源管理系统,通过物理系统和信息系统的深度融合,推动海...     

能源互联网形势下的电力大数据发展趋势

提出了在能源互联网形势下,针对电力行业大数据应用的发展方向,提出了一种电力大数据技术框架和关键技术体系,并定义了其适用的场景和应用模式,助力电力大数据的发展研究,提出适用于能源互联网环境的能源公共数据服务平台,作为未来能源互联网的"分析应用中枢",为整个能源网的运行提供必要的基础数据支撑和决策支持。