什么是泛在电力物联网？

在国家电网有限公司（下称：国网公司）2019年初发布的1号文件中，着力于构建“三型两网、世界一流”的能源互联网被排在年度重点工作首位，即由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共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。

国网公司提出，要在未来几年继续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，不断提升能源资源配臵能力和智能化水平；同时，充分应用“大、云、物、移、智” （大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能）等现代通信技术，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。

从对这份文件的解读中，我们可以发现：坚强智能电网侧重于发输电侧，如特高压建设、新能源（风，光等）建设等，而泛在电力物联网则侧重于电力需求供给侧，旨在利用先进的信息通信技术，更好地满足用户对能源的多种需求。

基于这个背景，“泛在电力物联网”的概念被首次提出，而建设泛在电力物联网则成为落实国网公司“三型两网、世界一流”战略目标的核心任务。

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智能电网-充电站的应用。
为了支援无人管理且散布范围广大的电动汽车充电基础架构，物联网技术将成为不可或缺的促成科技。光载无线通信技术ROF为充电站的M2M通讯及数据采集，提供了简单且灵活的方式，容许各充电站与控制中心连线。不论是部署在餐厅的单一充电站，或是在停车场或购物中心的众多充电站，所有的充电站与控制中心之间，都将有大量的重要资料和指令须要传送。只要透过光载无线通信系统，控制中心就能远端管理充电站所有的工作，包括使用者验证、开始及停止指令、传输使用者资料、xyk付款程序等等。光载无线通信技术还能协助控制中心远端管理充电站故障而发生的设备停机，并立即侦测人为破坏而导致的异常。
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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。

中国坚强智能电网技术的实现需要涉及多方面的技术和实施措施。以下是一些关键技术和实施措施，可以为实现智能电网奠定基础：
1 建立数字化电力监控系统：实现数字化电力监控是智能电网建设的核心任务。数字化监控系统可以远程实时监测电力供应和消费情况，从而提高电力系统的效率和可靠性。
2 推广分布式能源：分布式能源是指在用户端通过太阳能、风能等方式制造的能源，可以将过剩电力发送回电网。在智能电网中，可以通过先进的智能电力调度技术将这些分布式能源与传统的中央发电厂集成在一起。
3 构建大规模电力储能系统：电力储能技术可以解决电网在能源传送、配送和尖峰时刻的需求平衡问题。在实现智能电网中，建设大规模的电力储能系统变得至关重要。
4 推广智能电力调度技术：智能电力调度技术是实现智能电网的关键技术。它可以通过信息化和协调控制等方式，实现电力供需的平衡和优化，提升电网的稳定性和可靠性。
5 加速能源互联网建设：能源互联网是实现智能电网的重要手段，是电力系统数字化、智能化和高效化的综合体现。依靠全球化的能源互联网，可以实现全球能源资源的有效调度和管理。
总之，实现中国坚强智能电网技术需要在技术研发、政策支持、行业合作等多方面进行努力。各方可以共同探索智能电网的技术路径和发展模式，促进能源转型升级和绿色发展。

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