电力物联网面临哪些挑战

一是电网资源优化配置能力亟须提升。预计2020年我国跨区跨省输电规模将超过4亿千瓦，其中东中部地区负荷中心至少需新增区外来电2亿千瓦，目前已安排的输电能力不足9000万千瓦，难以满足大规模西电东送、北电南供的需要。
二是电网仍不适应清洁能源大发展需求。目前，清洁能源布局集中在西北、东北、西南等地区，难以就地消纳，需要加强跨区输电通道建设。预计2020年水电、风电、太阳能发电装机将分别达到35亿、24亿、15亿千瓦，主要分布在西部、北部地区，对提高电网配置和消纳清洁能源能力提出了紧迫要求。
三是电网安全面临严峻考验。特高压交流建设严重滞后，“强直弱交”问题突出，京津冀鲁、长三角、华中东部等地区500千伏电网短路电流超标问题严重，华东电网多条大容量特高压直流馈入，交流网架承载能力严重不足。

01
数字化资产
电力拥有复杂庞大的资产运行体系，数字化转型中的泛物联网链接即将开启全面感知的数据互联，如何提升能源资产价值，实现资产管理的最优化以及资源效率的最大化，以此达到可持续的价值创造，成为能源数字化转型中的重要方向。
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数字化技术
以物联网、大数据、云计算、区块链、人工智能等为代表的新一代信息技术在数字化进程中承担着重要角色，同时电网自动化技术、电力电子技术同新一代信息技术的有效融合将贯穿电力数字化转型中的方方面面，理清数字化技术的发展脉络，创新技术应用价值，从而有效发挥数字化技术的核心驱动作用。
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数字化经营
数字化转型中，经营管理自动化和智能化将为企业业务开展提供重要支撑，从而助力企业形成设备、管理、流程、服务的全数字化场景；能源电力作为智能化程度较高的场景领域，较早引用OA、ERP、CRM、SRM等软件系统，但随着智能化、数字化的深入，数据孤岛、系统协同等问题成为新的发展难点，如何打通内部系统平台、实现协同共享，成为企业经营管理的新方向。
04
数字化服务
数字化转型最终目标是实现更高的商业价值，在新能源和智能技术驱使下，电力行业的业务模式和业务架构也将产生新的颠覆，“能源即服务”的产生正在将能源价值逐渐货币化，而数字化在其中提供了底层保障，基于消费需求、消费形式和企业数字化系统的转变，向用户提供全面性、针对性、可靠性的电力数字化服务，从而催生能源电力新的商业模式，使最终用户享受一体化、多样化、便捷化的服务体验。
电力数字化转型实施路径
根据电力数字化转型方向，电力领域数字化实施路径整体可以分为五步，分别是数字化采集、数字化分析、数字化改造、数字化安全和数字化生态，围绕关键核心数据进行最大价值挖掘，形成进阶式转型提升。
01
数字化采集
全域物联网建设，通过各类传感器、数据采集设备，实现能源电力领域的数字采集。
02
数字化分析
数字化存储与分析，通过数据中心建设和大数据分析，对核心价值数据进行遴选、存储和分析。
03
数字化改造
建立数字化业务平台，对生产、运行、管理等环节进行数字化改造，如企业管理平台、服务平台、运营平台等。
04
数字化安全
提升数字化安全防护体系，保障电力网络安全稳定、电力系统运行稳定、电力交易可靠稳定。
05
数字化生态
构建能源电力服务生态，整合产业链资源，实现开放合作、协同创新、价值升级的数字化生态服务。

国家电网有限公司14日发布的《泛在电力物联网白皮书2019》显示，国家电网将在2年内初步建成泛在电力物联网。最终目标是实现电力系统各环节万物互联、人机交互，形成“数据一个源、电网一张图、业务一条线”。（新华网）

来源: 同花顺金融研究中心

电力物联网发展的远景形态：总结了泛在电力物联网发展作用和价值体现，智能电网各个环节概述了物联网技术在电力领域的已有研究和应用基础，智能电网、透明电网和零边际成本电网3个阶段的技术发展趋势，为泛在电力物联网建设的深化提供一些思路，提出泛在电力物联网的若干技术挑战，为泛在电力物联网的未来研究。

总体规模和市场份额均位居全球前列，整体发展态势良好。

《“十四五”现代能源体系规划》提出，创新电网结构形态和运行模式，加快构建现代能源体系。加快配电网改造升级，推动智能配电网建设，提高配电网接纳新能源和多元化负荷的承载力和灵活性。积极发展以消纳新能源为主的智能微电网，实现与大电网兼容互补。

未来随着全球能源环境的变化，环保要求日益严格，电力企业需要更加注重节能减排，以及发展清洁能源，如风能、太阳能等。另一方面，随着智能电网和新能源技术的发展，电力企业需要更加注重科技创新和数字化转型，以提高效率和竞争力。

当今中国的电力企业正逐渐向数字化转型，数字孪生电网是数字化转型中的一个重要趋势之一。通过对虚拟对象或过程进行模拟、分析和优化，以提高现实世界中的效率和质量。电力企业的生产过程中涉及大量的设备，设备数字孪生可以通过虚拟仿真的方式，对设备的运行情况、性能参数、故障检测等进行实时监测和预测。通过设备数字孪生，电力企业可以实现对设备的远程管理和控制，减少人为干预和运行停顿的可能性，并实现对电力需求和供应的实时监控和调节，提高供电可靠性和能源利用效率。

为传统发电厂的控制管理，调度升级等业务功能做可视化转型，提供智慧虚拟电厂负控可视化解决方案。图形引擎强大的渲染功能、高性能的 WebGL 技术，多维度、实时的、动态呈现虚拟电厂接入的各类负荷资源运行实时状态与技术参数变化趋势；展示虚拟电厂运营调度过程以及评估指标信息展示虚拟电厂各类负荷资源技术参数变化趋势，以可视化技术全面支撑虚拟电厂经营决策。

上述得负控管理系统是一个着眼于全面加强电力信息管理的，集负荷控制、远程抄表、电量数据分析和监测以及电力营销管理等多种功能于一体的综合性分析与处理系统。数字孪生技术利用大数据、云计算、人工智能等数字技术对分布式资源物理实体的特征、行为、过程和性能等进行虚拟建模，是实现虚拟电厂、负荷系统运行优化的理想途径。

未来能源企业需要更加注重绿色低碳发展，以满足市场需求和政府要求。智能电网和新能源技术的发展将促进电力企业数字化转型，提高生产效率和服务水平建立多元化的能源供应链，以适应市场需求和应对风险。

再以变电站日常维护来说：需要大量的巡检人员对设备进行检查，不仅效率低下也十分危险，且高温、暴雨、大雾等严酷天气频发，为人工巡检带来许多阻碍。

配合户外巡视机器人的智能巡检系统代替人工巡视，实现变电站的自主监测、监控预警和数据远程集控管理，使得巡检更安全、更精益且更及时。通过智能的巡检系统，根据报警设备发出报警信息，第一时间到达目标位置，能够实时查看巡检视频及报警信息，工作人员可及时知晓并作出相应的处理。智能巡检的运用，不仅提高了工作效率，减轻运维人员劳动强度，降低运维成本，同时，有效提高了无人值守变电站的安全监控管理。

数字孪生和数字化技术在电力企业中的应用，可以实现对设备、电网和运营管理等方面的优化和提升，提高生产效率和质量，降低成本和风险，进而实现电力企业的可持续发展。通过Hightopo三维虚拟仿真的变压器组装动画，介绍变压器设备的工作原理以及装配过程，直观展示变压器主要部件的构成及安装位置，配以文字说明介绍其主要特性，逼真且具有科技感带入。由 HT 自主研发的这套 3D 可视化系统，可作为变压器现场安装及维护工作的仿真培训资料，高效而又灵便的实现新员工的变压器工作原理教学。

三维可视化系统将多种复杂的管理系统信息聚集在虚拟仿真环境下，搭建电力环境全场景的呈现，通过智能数据分析，人工智能巡检、实时监控告警等功能的结合，使运维人员更高效的集中监控管理，有效减少电力系统负面安全影响和经济损失，而且能够为变电站进一步的智能化做好积极准备，实现站内设备连续性数据统计，揭示数据规律变化，深度挖掘数据，并科学精准地安排运维工作。

通过3D可视化，将变电站的整体结构、设备分布情况进行立体化呈现，同时提供鸟瞰、漫游、自动巡检等多种演示方式，满足多样化展示需求，可以将真实环境形象逼真的展现在眼前。

实现对变电站管理规模的扩大化、管理工具的多样化、管理信息和管理数据的海量化展示，助力变电站多维数据的深度挖掘及智能分析。

将生产实际业务无缝融合到平台中，使得对日常的管理工作做到标准化、精细化、自动化，实现企业智能化、专业化管理。

同事，在新型电力系统下，电网运行逐渐呈现智能化、数字化的特点。发展“源网荷储一体化”运行急需“云大物移智链边”其中的云计算、大数据、电力物联网、边缘计算等技术手段，让电网系统配备拥有海量数据处理分析、高度智能化决策等能力的云端解决方案。从而实现各类能源资源整合、打通能源多环节间的壁垒，让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。

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