泛在电力物联网,就是围绕电力系统各环节,充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,实现电力系统各环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统,包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构。
首先我们看下网上一篇文章对泛在电力物联网的基本说明
国家电网公司在2019年两会报告中提出建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础是要建设运营好“两网”,这里所说“两网”分别是“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。泛在电力物联网这个名词首次出现在国家电网公司的两会报告中,成为和坚强智能电网相提并论的重点工作。
首先来看国网2019年1号文件是怎么说的:在2019年1月13日发布的国家电网有限公司2019年1号文件中,排在年度重点工作首位的就是: 推动电网与互联网深度融合,着力构建能源互联网。具体内容是:“持之以恒地建设运营好以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网……。充分应用 移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网,为电网安全经济运行、提高经营绩效、改善服务质量,以及培育发展战略性新兴产业,提供强有力的数据资源支撑。承载电力流的坚强智能电网与承载数据流的泛在电力物联网,相辅相成、融合发展,形成强大的价值创造平台,共同构成 能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。”
电力行业对“物联网”的理解是: 物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统。其实质是实现各种信息传感设备与通信信息资源的(互联网、电信网甚至电力通信专网)结合,从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。 实体之间的协同和互动,使得有关物体相互感知和反馈控制,形成一个更加智能的电力生产、生活体系。从而衍生出泛在智能电网——基于通信技术的全业务泛在电力物联网-泛在电力物联网概念。
各国在建设现代电网的过程中都用到了物联网,但对其应用的侧重点则各有不同。
在欧洲,提升供电安全性、节能减排、发展低碳经济是各国积极发展智能电网的主要原因,在这种驱动力下,欧洲电力行业对物联网的应用更倾向于清洁能源和环保方向;在日本,可再生能源接入、节能降耗和需求响应是日本发展智能电网的主要驱动力,日本电力行业对于物联网的应用主要在于对新能源发电监控和预测、智能电表计量、微网系统监控等领域;在中国,物联网技术为提高电网效率、供电可靠性提供了技术支撑,RFID技术、各类传感器、定位技术、图像获取技术等使仓库管理、变电站监控、抢修定位与调度、巡检定位、故障识别等业务实现灵活、高效、可靠的智能化应用。
目前国网对泛在电力物联网的具体定义还未形成 ,将传统电力生产、传输、消费的所有环节信息化,都可以称为泛在电力物联网。 就目前国网的技术储备而言,增强电网的感知、通信、计算和分析能力,是其可预见的发展方向。2018年的国网信通工作会议上就提出了“打造全业务泛在电力物联网,建设智慧企业,引领具有卓越竞争力的世界一流能源互联网企业建设”的工作目标,并提出了建设国网-电力物联网SG-eIoT
(electric Internet of
Things)的技术规划。预计将综合运用“ 大云物移智”等信通新技术,与新一代电力系统相
互渗透和深度融合,实时在线连接能源电力生产和消费各环节的人、机、物,全面承载并贯通电网生产运行、企业经营管理和对外客服服务等业务。
在终端层表现为万物互联的连接能力,在网络层表现为无处不在、无时不有的通信能力,在平台层表现为对全景设备和数据的管控能力。在2018年国网信通工作会议上制定的规划来看,整个“SG-eIoT”系统在技术上将分为 终端、网络、平台、运维、安全等五大体系,打通输电业务、变电业务、配电业务、用电业务、经营管理等五大业务场景,通过统一的物联网平台来接入各业务板块的智能物联设备,制订各类电力终端接入系统的统一信道、数据模型、接入方式,以实现各类终端设备的即插即用。
对泛在电力物联网的个人理解
感知层是泛在电力物联网的基础层和数据源,通过感知连接万物,感知终端包括了传感器,电子标签,监测装置,采集终端,边缘网关等, 全面实现能源互联网中的发-输-变-配-用,源-网-荷-储-人的状态感知,量值传递,环境监测和行为追踪。以海量数据驱动业务融合,服务提升和模式创新。
在整个大架构体系构建中,感知始终是最基础的,通过感知才能够采集数据,有了数据才能够做后面的计算,控制,大数据分析和人工智能。通过感知实现物和物,人和物之间的万物互联,而感知设备改进重点又在高性能,低功耗,高安全和高可靠。
有了感知获取数据,接着就是数据采集和传输,在网络层,特别是在有了后续的5G技术支撑后,可以更加高效的实现数据的高效低时延传输。感 知本身不是目的,计算和控制才是目的,而计算本身的高效和实时性,本身又体现在近场的边缘计算能力,可以理解为核心云平台的计算和存储能力的部分下移,在近场形成一个小数据处理中心和存储中心,来完成实时的计算和控制。原来我们谈电网的节能降耗,电力需求侧管理等,在结合传感设备和边缘计算后将更加容易实现。
在整个电力物联网架构里面,各种层面的电力物联网设备本身应该是智能化的,即设备和外界的物,外界的软件应用系统之间是完全通过各类接口互联的。 设备需要同时提供南向和北向接口服务能力,不仅仅是采集数据提供给上层,也需要能够接收应用下达的控制指令。
在这种情况下硬件和软件本身是合一为一个整体的,硬件的智能化属性实际上是通过软件提供出来的,而软件本身的智能化属性本身又基于硬件层提供的数据能力,因此形成一个大协同整体。
要明白从感知到网络到平台再到应用,解决了纵向集成的问题,实现了硬件和软件的融合和互联,这是第一步。更加重要的是实现联动,而联动本身又分为两个阶段, 一个就是单一设备的上下层联动,一种就是跨多设备间的智能化联动。在实现基于不同的业务场景跨多设备的自动化,智能化联动后,我们可以将真正具备了完整的人工智能处理能力。
人工智能实现的基础仍然是数据和基于数据训练后的规则库积累,因此在整个架构里面可以看到数据中心乃至大数据中心建设至关重要,在这个过程中如何形成一个完整的数据中心,如何进行数据管控治理,同时能够提供上层需要的数据服务能力,是构建上层人工智能应用的一个基础。
移动互联网和5G大网络一定是不能忽视的一个方面,特别是在电网里面,涉及到远程作业,移动抢修,远程巡检等很多都涉及到移动作业,移动APP端本身也是设备,应用系统和人之间关键的要给纽带。APP应用本身不会采集和录入大量的数据,但是APP应用却是执行命令下达,状态监控,任务反馈协同的一个关键工具。