上海交通大学泛在电力物联网报告_25页_7mb

泛在电力物联网浅谈总结

核心内容概述

泛在电力物联网（以下简称“泛在物联网”）是物联网在电力行业的具体应用形式，旨在通过连接电力用户、设备、发电企业、供应商及政府，实现数据共享和智能化服务。其核心目标是构建一个“三流合一”（数据流、业务流、信息流）的能源互联网，以客户为中心，推动电网运行与管理的全面感知、信息融合和智能决策。

主要观点

• “三型两网”战略：国家电网提出“三型两网”战略目标，即“枢纽型、平台型、共享型”电网，构建“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。
• 架构体系：泛在物联网包括感知层、网络层、平台层和应用层四层结构，每一层承担不同的功能和技术支撑。
• 技术支撑：涵盖智能感知、边缘计算、空天地一体化网络、云计算、人工智能和安全防护等关键技术。
• 应用场景：包括电力资产物联网、实时海量数据应用、融合智能技术群等，旨在提升电网运行效率、优化用户服务、推动综合能源服务发展。
• 发展需求：需要加强数据业务化、信息通讯技术、系统协同、平台建设等方面的能力，推动泛在物联网的全面落地。

关键信息

1. 泛在电力物联网的形势背景

• 政策驱动：十九大报告提出构建清洁低碳、安全高效的能源体系，国家电网提出“三型两网”战略目标。
• 技术支撑：物联网技术是智能电网的重要支撑，智能电网是物联网的重要应用领域，二者深度融合。
• 应用目标：实现电网生产运行及企业管理全过程的全景全息感知、信息融合及智能管理与决策。

2. 泛在电力物联网的发展现状和需求

关键技术发展现状

• 智能感知技术（端）：

  • 以传感器为核心，包括电压互感器(PT)/电流互感器(CT)、Hall传感器、光纤和磁阻传感器等。
  • 涵盖电气量和非电气量的监测，如温度、湿度、压力、位移、振动等。
  • 存在标准化、产业化和关键技术突破的需求。

• 边缘计算技术（边）：

  • 异构分布式计算、时序化存储、跨站资源共享与协作等技术已成熟。
  • 需要研发适用于泛在电力物联网场景的边缘计算应用。

• 空天地一体化网络技术（网）：

  • 新型光缆、5G无线通信、北斗短报文通信等技术已逐步应用。
  • 需要构建覆盖广泛、智能运维、安全高效的通信网络。

• 云计算技术（云）：

  • 需要发展跨站虚拟化、企业中台、实时处理、多层协同等技术。
  • 支撑数据驱动和智能化决策。

• 人工智能技术（智）：

  • 用于深度挖掘数据、识别设备状态、优化负荷管理等。
  • 需要进行二次开发，提升其在电网行业的应用效果。

• 安全防护技术：

  • 需要突破接入加固、分析溯源、仿真验证等关键技术。
  • 保障泛在电力物联网的安全性与可靠性。

• 物联网联合建模仿真技术：

  • 通过联合建模和分布式仿真技术，构建数字孪生系统。
  • 支撑大规模泛在电力物联网的仿真验证。

战略规划

• 两步走战略：
  • 2021年初步建成泛在电力物联网，实现业务协同和数据贯通。
  • 2024年全面建成，形成共建共治共享的能源互联网生态圈。

3. 泛在电力物联网的应用场景

典型应用场景一：电力资产物联网

• 目标：实现电网资产的全寿命周期管理，提升资产管理效率。
• 技术应用：研发新型物联网电子标签（eRFID），具备定位、位移、振动、温湿度等多参量一体化传感特性。
• 现状：当前仍以离线管理为主，缺乏实时在线感知能力。
• 发展方向：实现资产状态全面感知，打造资产—环境紧密结合的物联网体系。

典型应用场景二：泛在物联网实时海量数据应用

• 应用场景：
  • 规划建设：利用监测数据指导设备布点、负荷管理、线损优化等。
  • 资产运维：分析设备负荷、老化情况，制定维修策略。
  • 用户服务：借助人工智能技术实现用户行为分析、电价策略调整、需求侧管理等。
• 技术支撑：数据采集、分析、决策、执行等多环节融合。

典型应用场景三：融合智能技术群，推动“智能+”高质发展

• 技术融合：
  • MEMS + IoT：实现设备的智能感知和数据采集。
  • Digital Twin：构建虚实映射，提升系统仿真与决策能力。
  • Cloud + Edge Computing：云端决策与边缘计算协同，实现高效响应与智能部署。
• 应用案例：
  • 智能用能终端：采集用户多能源信息，实现不停电安装与有线/无线融合通讯。
  • 智能网关：具备边缘计算能力，支持多种业务应用。

4. 泛在电力物联网建设急需解决的问题

• 数据业务化：挖掘数据中的业务价值，形成新的业务模式。
• 信息通讯技术：构建高效、安全、智能的通信网络，支撑万物互联。
• 系统协同：实现云-边-端的智能协调，提升系统整体效率。
• 平台建设：加强平台层的统一物联管理、数据共享和业务支撑能力。
• 安全防护：提升接入加固、分析溯源、仿真验证等安全技术能力。

总结

泛在电力物联网是国家电网推动能源互联网建设的重要战略方向，涵盖感知、网络、平台、应用四层架构，融合智能感知、边缘计算、空天地一体化网络、云计算、人工智能等核心技术。其应用包括电力资产物联网、实时海量数据应用、智能技术融合等，旨在实现电网的智能化、高效化和可持续发展。当前建设中面临数据业务化、通信技术、系统协同、平台建设和安全防护等关键问题，亟需突破与完善，以推动泛在电力物联网的全面落地和高质量发展。