物联感知

电力物流服务平台（Electrical Logistics Platform ，简称：ELP）是国家电网有限公司（以下简称“国网公司”）现代智慧供应链“五E一中心”重要建设成果之一，于2019年12月31日正式上线。ELP聚焦供应链上下游企业，依托自主研发的物联传感终端，实现对电网全网重点物资运输的实时监控和自动预警。运用“物流+互联网”思维，实现物联感知、信息技术与物流业务深度融合，在全面升级电力物流工作质效，为“新基建”下的特高压等电网工程建设提供坚强物资保障的同时，激活数字化运输积累的海量专业数据价值，为电网供应链中的物流业务、工业品物流业务提供支撑服务。助力实现碳达峰、碳中和目标。 ELP主要包括两项核心功能：运输监控、配送规划，及六项拓展功能：供需对接、应急运力、服务评价、资源共享、数据分析、供应链金融。自2018年开始试运行，2019年12月31日正式运行以来，先后支撑了13个特高压和数十个常规电网工程，为3376批电网物资提供了全流程数字化运输监控服务。平台注册用户总数已达28000余个，监控终端数量1400余台，监控总里程达416万公里。目前已在电网全部重点基建工程中全量应用，全面覆盖220kV及以上线圈类设备（变压器、电抗器）及铁塔等物资。ELP投入使用后，管理效益、经济效益、社会效益显著提升。

变电站、配电室等电力站所作为设备密集区域，需要运维人员定期进行巡检以确保设备的正常可靠运行。变电站内设备种类繁多，需要巡检的点位众多，运维人员巡检工作量较大；配电室常处于生活社区、工业园区等内部，数量众多且位置分散，很难实现定期的逐个巡检。针对上述背景，智洋创新提出基于人工智能融合物联网多维感知的站所智能巡检系统（以下简称系统）。以变电站、配电室等电力站所为场景，综合物联感知、信息通信、数据融合及人工智能等技术，逐步实现数据管理全景化、运行状态可视化、异常分析智慧化和运维巡检高效化，从而可以及时发现现场隐患，保障电力站所安全运行，并能减轻运维工作量，提高运维效率。

本项目属于能源动力与信息技术交叉领域。 当前，我国正以“清洁低碳、安全高效”为目标推进能源生产与消费革命，并大力发展“互联网+”智慧能源以实现多元化能源系统的供需动态平衡。依托热电联产机组，在工业园区内建设集中式蒸汽热网公用基础设施，能显著提升工业园区能源效率，降低工业用能成本，减少环境污染，这同时也对工业园区供热系统的安全性、可靠性、供汽品质、能效提出了更高要求。本项目基于工业互联网、大数据、人工智能和建模仿真等新一代信息技术研制了信息系统与物理系统融合的智慧蒸汽热网运行调控平台。采用“基于数字孪生模型的预测，基于预测的决策”的技术路线，构建了“物联感知-建模仿真-状态分析-优化决策-精准调控”的智慧互联蒸汽热网系统。基于工业互联网对复杂系统的连接能力，工业大数据和工业机理模型相结合的分析能力，智能并行计算的定量寻优能力，本项目实现了大型工业园区多源环状蒸汽热网系统的全时空感知、全要素联动、全过程优化。

数字换流站是新型电力系统建设的枢纽节点,以融合终端为核心的物联感知网络是数字换流站物联感知体系的关键基础设施。数字换流站内复杂的电磁环境及高低温、盐雾腐蚀、交变湿热等工况条件下多种物理场相互作用和叠加,这些耦合干扰会影响换流站物联感知网络设备的通信效能,降低物联感知网络通信性能和服务质量,影响数字换流站全面智能感知能力和高效的智慧运检水平。针对缺乏数字换流站复杂电磁干扰与多物理场影响下物联感知网络通信效能有效评估方法这一问题,文章从基本通信能力、业务保障能力、生存保障能力和资源利用能力4个层面出发,建立多级分层的换流站物联网通信效能评估体系,在此基础上,采用支持向量机算法构建评估模型,实现对数字换流站物联感知网络通信效能的快速、准确评估,提升物联感知网络对换流站高效运行和数字化建设的支撑能力。

针对现存大量传感设备未充分发挥作用，各专业系统自成体系，传感设备重复部署，难以满足终端统一接入的管理要求；无法充分挖掘数据在提高电网安全运行水平、效率效益和工作质量等方面的价值，传统的在线监测仍主要依赖于值班人员的专业素养和主观能动性；网建设认识不深，标准接入方式普及有限，接入设备缺乏统一标准，错误接入等问题，基于电力物联网架构体系的安全接入、设备管理及边缘计算、嵌入式系统的软硬件架构的要求，秉承“边端分离”的思路，开发出智慧变电站物联感知边缘物联代理（接入节点）应用解决方案。该装置是一套统一的应用于输、变、配电的边缘物联代理装置（接入节点），用于解决边端一体造成的单一现场配置多个边缘代理或感知终端重复配置的问题，是电力物联网感知层的核心设备，是实现“数据一个源”和“统一接入、边缘智能、共享共用”的关键设备。通过在输、变、配电系统中配置边缘物联代理，实现各种微功率、低功耗无线传感器以及有线传感器的自由组网，南向可实现不同厂家、不同类型、不同协议、不同通信方式的传感器数据接入配置，实现汇聚单元统一接口协议和统一通信协议接入，北向可通过安全加密芯片或安全加密程序实现与汇聚单元及物联网平台的安全通信。凭借EdgeX Foundry（国际物联网边缘计算软件框架），实现边缘算法App在边缘物联代理（接入节点）本地搭载，也可以通过云端对本节点内的边缘算法App进行远程更新，实现高级应用算法远程部署，充分发挥传感设备数据的价值。

本项目构建了电力设备“天空地”自然灾害感知和评价体系，攻克了电力设备状态监测设备低功耗状态下边缘计算、无信号区信号稳定传输、野外输电线路状态监测在线取能、地表滑移卫星SAR监测、地震纵横波分离监测等关键技术，研制了带边缘计算功能覆冰拉力监测装置、无人机高清视频远程传输装置、电容式互感器内部绝缘缺陷在线监测系统、山火“卫星-无人机-视频”联合监测系统，建立了自组网、卫星通信、电力光纤网等多网络融通组网的电力物联感知网络，实现了输电线路覆冰、山火、地质滑移和地震状态监测。攻克了山火路径动态推演、雷电风险杆塔级评估、线路通道树障自动预警、导线覆冰杆塔级增长预报、杆塔地质滑移厘米级风险评估、电网地震快速评估以及输电线路故障自动诊断等技术，并自主研发了电力设备智能运检管控系统，实现对电力设备运行阶段全景高精度状态监测、全过程动态预警、全方位故障和缺陷精确识别。本项目通过构建能源网络的自主智能健康诊断系统和架空输电线路通道状态智能分析和动态预测系统，输电线路状态实时监测、精确预警、风险智能预警，将有效保障我省能源输送通道安全稳定运行，提升供电可靠性。项目成果的应用，使全川输电线路安全运行水平大幅提升，保障了可靠供电，从而最终实现“坚强智能电网”的建设，不仅为水电、光能、风能等清洁能源可靠送出提供了保障，也为东部发达省份安全、可靠供电和提供了支撑，具有深远的社会效益。

“过去24小时供电正常，居民用电负荷均在安全范围。请继续关注平台监测数据，如有异常告警立即处置，及时消除缺陷。”2月5日，农历大年初五一早，在新疆昌吉供电公司值班室，电力物联感知平台负荷监测值班员在值班交接时交代。春节期间，该公司依托智能运维技术，加强对负荷变化的监测，保障居民用电安全可靠。

构建以新能源为主体的新型电力系统,需充分发挥技术标准的战略性支撑和引领作用。文章结合国家电网有限公司智慧物联感知标准建设需求,研究提出新型电力系统智慧物联感知技术标准体系框架,并对其适应性、可扩展性进行了分析,基于该框架从基础共性、边缘侧、本地通信网、终端侧等方面对数字化感知关键标准做了专题解析,最后给出总结建议,为新型电力系统标准化科研布局和感知标准编制提供了参考。

文章通过浅析楼宇建筑的发展现状，探讨泛在感知技术在智慧楼宇中的应用。综合运用大云物移智等新一代信息通信技术，构建了由智慧楼宇系统、泛在感知终端、智慧楼宇能源管控平台和大数据分析组成的楼宇感知系统。通过安装各种泛在感知终端，对楼宇中的机电设备、安防设备进行数据收集。通过建设能源管控平台对用能数据进行挖掘分析，开展基于用户分层画像的定制化增值服务，形成了由楼宇管理者、楼宇运营商、能源消费者三方共建共享的新型生态模式。

本项目以智能电网中输变电设备深度互联和智能管控为目标，围绕着构建输变电设备物联网的关键技术问题，重点开展了：1）输变电设备物联网体系架构：2）面向输变电设备物联网的智能监测传感网络：3）输变电设备物联网全景信息集成平台：4）输变电设备物联网智能应用系统等四方面的研究，提出了多种具有创新性的方法、模型及策略，研制出物联感知装置、新型传感器及无线路由器，研发出全景信息集成平台和智能管控系统等，在国内外首次构建了输变电设备物联网。 本项目将物联网技术与输变电设备管理技术有机融合，构建了输变电设备物联网，实现了输变电设备智能感知与全寿命周期管理。把物联网全面感知、物物互联、可靠传递、分布式及智能处理的各种特征贯穿于设备的状况、风险、运行维护、能效等全过程管理环节，突破了传统输变电设备管理全景关联分析、协同联动、智能动态决策等技术瓶颈，实现了输变电设备管控模式的变革。