泛在电力物联网是指通过现代信息技术(如移动互联、人工智能、大数据、云计算等)和先进通信技术，将电力系统中的各个环节(包括发电、输电、配电、用电等)以及电力用户、设备、企业等连接起来，实现万物互联和人机交互的智慧服务系统。其核心目标是通过信息的广泛交互和共享，提升电力系统的智能化水平，优化资源配置，提高能源生产和消费的安全性、质量和效率。
具体来说，泛在电力物联网包含四个层次：感知层、网络层、平台层和应用层。感知层负责信息采集，网络层负责数据传输，平台层提供数据管理和处理能力，应用层则实现各种智能应用。这种体系架构使得电力系统能够实时感知运行状态，高效处理信息，并灵活提供多样化服务。
泛在电力物联网的建设有助于推动能源互联网的发展，促进新能源的消纳，培育新兴业务，并为电力行业带来新的发展机遇。此外，它还通过数据赋能和智能化升级，推动电力网络的全面数字化转型。
一、 泛在电力物联网如何优化资源配置提高能源效率
泛在电力物联网在实际应用中通过多种方式优化资源配置和提高能源效率，具体如下：
智能化监控与管理：
泛在电力物联网利用大数据、云计算、物联网、边缘计算等现代信息技术，实现电力系统全链条的智能化监控和管理。这包括发电、输电、变电、配电和用电等环节，构建高度集成、高效协同的智慧服务系统。通过实时监测和远程控制，精准预测故障、优化调度，提高能效。
需求响应与削峰填谷：
泛在电力物联网支持需求响应系统，通过智能匹配低能耗策略运行，精准调节中央空调系统等设备，短时降低用电负荷。例如，国网江苏省电力有限公司通过基于泛在电力物联网的空调需求响应系统，成功减少负荷402万千瓦，刷新了江苏电网单次需求响应削减负荷的纪录。此外，储能客户首次参与削峰需求响应，进一步优化了资源配置。
综合能源服务平台：
国网江苏综合能源公司通过“能源e+”平台，融合传统能源与互联网，推动清洁智慧能源与万物生态互联。平台提供一站式综合能源服务，涵盖教育、医疗、工矿企业、智慧园区等多个领域，解决能源管理难题，提升效率与安全性。平台还提供市场化售电、需求响应、智能电力运维等服务，增强用户议价能力，优化资源配置，降低运维成本。
智能运维与故障预测：
泛在电力物联网通过智能运维管控系统，实现对电力网络和设备的实时监控与诊断，确保电力系统的安全运行。该系统通过万物互联和人机交互，提供智能化服务，连接多种能源设备，优化能源状态，统一管理全业务数据。例如，INDEMIND与国网重庆综合能源服务有限公司合作的电网输电线路智能监测平台，实现了输电线路全天候、全区域的自主监测和预警，提高了输电网络的稳定性、安全性和抗风险能力。
可再生能源利用与优化：
泛在电力物联网在发电侧提高可再生能源利用率，在输电、变电和配电环节确保电网安全稳定运行，在用电侧提供个性化用电建议和节能方案，降低能耗成本。例如，在风电领域，泛在电力物联网实现精准模拟和全生命周期管理，优化储能电站的电池配置和调度策略。
数字化转型与智能化升级：
泛在电力物联网推动电力行业的数字化转型和智能化升级。通过引入先进技术和优化运维流程，提高运维效率，降低运维成本，增强供电可靠性，促进能源转型。例如，国家电网AI调度员上岗，采用智能技术保障电力供应和电网稳定。
开放共享与平台化支持：
泛在电力物联网通过开放平台赋能产业链上下游，提供轻应用、易实现、重品质的平台化支持，共享数据集市、模型集市与应用集市，加速版本迭代、业务建模与应用开发。例如，华北电力大学扬中智能电气研究的电力能耗监测管理系统展示了泛在电力物联网在实际应用中的情况。
二、 泛在电力物联网的四个层次如何实现万物互联和人机交互的?
泛在电力物联网的四个层次(感知层、网络层、平台层和应用层)通过现代信息技术和先进通信技术，实现了电力系统各环节的万物互联和人机交互。具体实现方式如下：
感知层：
感知层是泛在电力物联网的基础，主要负责采集和感知电力系统各环节的数据。通过先进的传感器、智能电表、实物ID等设备，感知层能够实时监测电力设备的运行状态，收集各类数据。这些数据包括但不限于电压、电流、温度、湿度等环境参数，以及设备的运行状态和故障信息。感知层通过统一的通信技术标准，扩展信息接收范围，确保数据的准确性和实时性。
网络层：
网络层负责将感知层采集到的数据传输到平台层。通过互联网、卫星通信网、电力无线专网等基础网络设施，网络层实现了数据的高效传输和路由。网络层解决了“最后一公里”的接入难题，确保数据能够安全、可靠地传输到指定的目的地。这一层的建设重点在于构建一体化的电力通信网，保障数据传输的稳定性和安全性。
平台层：
平台层是泛在电力物联网的核心环节，负责数据的存储、检索、使用、挖掘和安全隐私保护。通过计算和整合网络内的信息资源，平台层构建了一个互联互通的信息网络平台。这一层不仅实现了物联管理和数据价值挖掘，还提升了平台的支撑能力和数据处理效率。平台层通过大数据分析、云计算等技术手段，对海量数据进行处理和分析，发现运营规律，挖掘潜在价值。
应用层：
应用层承载了对内业务和对外业务的具体建设内容。对内业务通过整合电力企业的生产数据、运营数据和管理数据，提升管理效率，优化运营流程。对外业务则通过数据共享，实时响应客户、政府部门、设备供应商、发电端等需求，创新大数据分析、金融服务、节能等新利润增长点。应用层通过智慧能源服务平台等手段，为电力系统各环节、各类市场主体提供社会与价值服务，创造更大机遇。
三、 泛在电力物联网对于新能源消纳有哪些具体贡献
泛在电力物联网对于新能源消纳的具体贡献和案例可以从多个方面进行详细阐述：
提升新能源消纳能力：
泛在电力物联网通过虚拟电厂、源荷互动等方式，显著提升了新能源的消纳能力。例如，冀北公司推进了虚拟电厂专项试点工作，编制了虚拟电厂建设方案，并通过储能站和智慧能源综合服务示范区实现源荷互动。此外，青海在全国率先实现储能与新能源实时交易，并建设了共享储能区块链应用平台。
优化调度和跨区域协调控制：
泛在电力物联网通过优化调度和实现跨区域协调控制，提高了电网的灵活性和新能源的消纳能力。例如，在京津唐电网成功实践了源网荷储多元协调的泛在调度控制，将电动汽车、分布式储能、可控负荷等调节资源纳入电网优化调度和实时闭环控制，实现削峰填谷。这种模式不仅减少了电网投资，还提高了新能源消纳能力。
市场激励机制：
泛在电力物联网通过市场激励机制，鼓励用户主动参与清洁能源的消纳。例如，利用人工智能技术对风电、光伏进行超短期发电预测，结合负荷情况，通过市场激励用户主动参与清洁能源消纳。这种机制不仅提高了新能源的消纳效率，还促进了清洁能源的广泛应用。
协同计算平台：
泛在电力物联网还开发了新能源消纳能力协同计算平台，该平台基于新能源时序生产模拟仿真模型，实现新能源出力序列随机模拟、消纳能力时序生产模拟和案例批量计算等功能。该平台已成功应用于国家电网公司和多个省级电网，有效评估新能源消纳能力，助力调度部门优化运行方式。
分布式新能源聚合：
泛在电力物联网通过将分布式新能源聚合成实体，形成虚拟电厂，以多能互补的形式提高分布式新能源的友好并网水平和电网可调控容量占比，并优化调度实现跨区域协调控制。例如，江西公司将配网设备可开放容量共享率提升到80%以上，并对反送电隐患开展了全景管控。
智能控制系统：
泛在电力物联网通过智能控制系统，提升了电网的智能化水平和新能源消纳能力。例如，国家电网公司在全国统一电力市场方面，通过全国统一电力市场的消纳扩大省区间消纳规模，共同与产业链上下游企业一起推动新能源的消纳。
新技术的应用：
泛在电力物联网结合了物联网、移动互联、区块链、大数据、云计算、人工智能、边缘计算和5G等先进技术，推动了电网技术的整体跨越。这些技术的应用不仅提升了传统电网的技术装备水平，还促进了新能源发电、电力电子、先进输电、新型用电和储能等先进能源技术的融合创新。
四、 泛在电力物联网在推动电力行业数字化转型中遇到的主要挑战
泛在电力物联网在推动电力行业数字化转型中遇到的主要挑战和解决方案如下：
1. 主要挑战
数据安全与隐私保护：
泛在电力物联网涉及大量数据的传输和存储，数据安全和隐私保护成为重要挑战。确保数据在传输和存储过程中的安全性，防止数据泄露和滥用，是泛在电力物联网发展的关键。
法规制定与政策支持：
泛在电力物联网的发展需要完善的政策支持和技术标准。目前，相关法规和标准尚不完善，这可能影响泛在电力物联网的推广和应用。
网络稳定与信息安全：
泛在电力物联网作为电力系统与互联网跨界融合的基础设施，其网络稳定性和信息安全至关重要。随着业务系统的增加和数据量的扩大，网络稳定问题将日益显著。
市场教育与用户培育：
泛在电力物联网的推广需要市场教育和用户培育。当前，市场对泛在电力物联网的认知度较低，用户接受度不高，这影响了其落地实施。
技术问题：
泛在电力物联网的发展需要解决能源供应、通信感应和云计算等技术问题。这些技术问题的解决需要持续的技术创新和研发投入。
2. 解决方案
加强数据安全与隐私保护：
通过建立完善的数据安全管理体系，采用先进的加密技术和安全协议，确保数据在传输和存储过程中的安全性。同时，平衡用户隐私与数据共享，制定合理的隐私保护政策。
完善法规与政策支持：
政府应加快制定和完善泛在电力物联网相关的法规和标准，提供政策支持和技术指导，推动泛在电力物联网的健康发展。
提升网络稳定性和信息安全：
加强网络基础设施建设，采用先进的网络防护技术，提高网络的稳定性和安全性。同时，建立全场景网络稳定防护体系，确保泛在电力物联网的正常运行。
市场教育与用户培育：
通过市场教育和用户培训，提高公众对泛在电力物联网的认知度和接受度。政府和企业应共同努力，推广泛在电力物联网的应用，提升用户的使用体验。
技术创新与研发投入：
持续进行技术创新和研发投入，解决能源供应、通信感应和云计算等技术问题。通过技术创新，提升泛在电力物联网的技术水平和应用能力。
应用驱动与商业模式创新：
泛在电力物联网必须以应用驱动为导向，根据实际需求建立商业模式和价值回收路径。通过协同控制风电光电、可控负荷、分布式发电等，提高能源利用率，实现能源转型目标。
五、 泛在电力物联网如何促进新兴业务的发展?
泛在电力物联网通过整合电力系统各个环节的设备和数据，实现万物互联和人机交互，为新兴业务的发展提供了坚实的基础和条件。具体来说，泛在电力物联网的建设将推动以下几个方面的发展：
新兴业务的培育与发展：
泛在电力物联网通过应用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能和区块链等新技术，实现电力系统各个环节的万物互联和人机交互，构建能源互联网生态，创造新的利润增长点。例如，电动汽车、电子商务、智能芯片、储能、综合能源服务等新兴业务将得到快速发展。
产业链的激活与升级：
泛在电力物联网将极大激活上下游产业链，转移利润空间，带来新商业模式和新兴领域。通过传感、定位、通信和计算机技术，实现电力系统各环节的万物互联和人机交互，打造智慧服务系统，破除能源生态壁垒，构建综合能源系统，减少化石能源使用，实现能源清洁化。
数字化转型与市场机会：
泛在电力物联网建设旨在使电网运行更安全、管理更精益、投资更精准、服务更优质，并开拓数字经济市场。全国性建设项目为电力行业数字化转型提供了丰富的市场机会，涵盖了变电站自主巡检、高压输电线路自主巡线、配电网智能监控和预警等多个领域。
技术创新与场景方案开发：
泛在电力物联网的应用层以大智物移为驱动，开发如AR自动巡检系统、客户画像大数据分析系统等场景方案;平台层通过打价格战抢夺基础硬件份额;网络层和感知层以应用大集成的方案业务形态覆盖。这些技术创新和场景方案的开发将实现更高效、更安全、更智能的运营和服务。
能源互联网生态体系的构建：
泛在电力物联网的建设将推动智能电网、能源互联网的建设，促进能源互联网生态体系的构建，为传统电网领域、新兴领域和新能源领域带来新的发展机遇。通过扩大开放合作共享，打造能源互联网生态圈，积极参与新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等新兴业务领域的开拓建设。
政策支持与投资增长：
随着国家高科技战略转型的推进，能源消耗尤其是电能消耗显著增加，对供电可靠性的要求日益提高，电网复杂性增加，管理成本上升。国家电网集团公司于2019年全面启动“三型两网”建设，强调“泛在电力物联网”的建设，以实现能源技术革命和信息技术革命的融合。2022年，全国电网工程建设投资完成5012亿元，同比增长2.0%;2023年1-9月份，全国电网工程完成投资3287亿元，同比增长4.2%。
