(貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司貴陽供電局,貴州貴陽 550000)

0 引言

在我國市場經(jīng)濟不斷發(fā)展、國民經(jīng)濟對于電能需求不斷增加的背景下，增大電網(wǎng)建設(shè)投資是必然趨勢。隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模擴大，輸電、變電、配電設(shè)備的接入數(shù)量和類型也在不斷增加，導(dǎo)致電網(wǎng)運行復(fù)雜程度的提升，其對傳統(tǒng)電網(wǎng)管理方式提出了挑戰(zhàn)。另一方面，人工智能技術(shù)的發(fā)展也對電網(wǎng)運行方式提出了新的要求。因此，需要我們結(jié)合泛在物聯(lián)技術(shù)，將現(xiàn)有電力系統(tǒng)改造成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，以便滿足未來電力發(fā)展的需要，也是提高當前電網(wǎng)運行效率的重要途徑。電力行業(yè)是裝備型的產(chǎn)業(yè)，電力物資的采購作為企業(yè)經(jīng)營活動的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，對于降低企業(yè)成本，提高整體經(jīng)濟效益具有舉足輕重的作用。如何通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，來建設(shè)一套配網(wǎng)物資采購策略分析系統(tǒng)，以便提高配網(wǎng)物資采購策略分析的準確性，減低物資采購成本，實現(xiàn)物資采購的最優(yōu)化控制，是我們迫切需要解決的問題。

1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

泛在物聯(lián)是指不受時間、地點、人員、物體的限制，實現(xiàn)任何物之間的信息互聯(lián)和交互。而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是電力用戶及其設(shè)備，電網(wǎng)企業(yè)及其設(shè)備，發(fā)電企業(yè)及其設(shè)備，供應(yīng)商及其設(shè)備，以及人和物的信息互聯(lián)和交互[1]。

1.1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基本特征

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力行業(yè)中的深化應(yīng)用，其實現(xiàn)電力系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的任何物之間的信息互聯(lián)和交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活的特征。

1.1.1 狀態(tài)全面感知

傳感器作為電力物聯(lián)網(wǎng)中的重要內(nèi)容，可根據(jù)電力行業(yè)的實際需求部署在電力設(shè)備內(nèi)部，實現(xiàn)信息全面感知。在無線通信技術(shù)飛速發(fā)展下，無線傳感設(shè)備應(yīng)運而生，無需網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的支撐便可靈活部署，借助自組織協(xié)作的方式構(gòu)建通信連接，實現(xiàn)電力系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)與周圍環(huán)境信息的采集、感知和處理[2]。

1.1.2 應(yīng)用便捷靈活

傳感器可在信息傳遞之前，對信息進行壓縮，以免因數(shù)據(jù)冗余造成通道堵塞，再將信息傳遞到網(wǎng)絡(luò)匯聚中心中，最后利用專用網(wǎng)絡(luò)降低傳遞給用戶端。同時，通信設(shè)備還可通過多跳方式進行通信，網(wǎng)絡(luò)中的通信鏈路眾多，可有效縮短設(shè)備間的距離，提高網(wǎng)絡(luò)通信的靈活度、容錯性。

1.1.3 信息高效處理

在電力物聯(lián)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)采集和傳遞屬于基本功能，而信息智能處理技術(shù)的誕生和應(yīng)用為電力工作者提供極大便利，可根據(jù)實際需求增設(shè)傳感器對電網(wǎng)運行情況進行監(jiān)控和處理，其智能化程度較高、能夠更方便地拓展業(yè)務(wù)應(yīng)用。

1.2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)

圖1 電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)圖

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)用層。最底層是具體感應(yīng)物體位置、溫度、價格等數(shù)據(jù)的信息采集層，我們稱之為智能感知層，其在采集相關(guān)數(shù)據(jù)后，進行信息分析與處理，過濾掉噪聲數(shù)據(jù)，以便實現(xiàn)“智能”的信息采集；第二層為網(wǎng)絡(luò)層，負責(zé)傳輸采集到的信息；第三層平臺層則利用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)信息模型、資源調(diào)度運行框架和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心來提升業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理和云霧協(xié)同能力；最上一層為應(yīng)用層，是將采集到的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)一些具體業(yè)務(wù)應(yīng)用，如配網(wǎng)物資采購策略分析等。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

（1）智能感知層對于物聯(lián)網(wǎng)來說是其感覺器官，通過這一層傳感器，我們能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)智能感知和實時采集。智能感知層主要通過傳感器來實時采集有用的數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進行一些“智能化”的處理，以便信息的使用與傳輸。

（2）網(wǎng)絡(luò)層負責(zé)通過網(wǎng)絡(luò)把智能感知層采集到的信息傳遞到平臺層信息處理與分析中心。網(wǎng)絡(luò)層中數(shù)據(jù)可以通過各種網(wǎng)絡(luò)來傳輸，當然網(wǎng)絡(luò)層中要有一個中間件來屏蔽下層網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，因為在下層網(wǎng)絡(luò)中，傳感器的標準不一，傳輸模式也不統(tǒng)一，造成了網(wǎng)絡(luò)形成多種多樣，標準不同，造成了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，要通過一種中間件網(wǎng)絡(luò)層來把各種不同的網(wǎng)絡(luò)融入到一起，組成一個龐大的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)[3]。

（3）平臺層提供數(shù)據(jù)存儲、業(yè)務(wù)建模、數(shù)據(jù)發(fā)布等大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)服務(wù)、以及物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)信息模型、資源調(diào)度運行模塊、云計算資源池、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心、應(yīng)用集成服務(wù)等信息數(shù)據(jù)處理的基本功能。

（4）應(yīng)用層是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)，并基于平臺層的信息處理模塊來進行各種業(yè)務(wù)應(yīng)用。應(yīng)用層可以提供服務(wù)調(diào)用接口或API等平臺類型的服務(wù)，也可以是具體業(yè)務(wù)應(yīng)用，如本文中的配網(wǎng)物資采購策略智能分析。應(yīng)用層通過智能感知配網(wǎng)物資生產(chǎn)原材料市場價格、供應(yīng)商信息、社會用電量、配網(wǎng)物資生產(chǎn)周期、配網(wǎng)物資市場價格、配網(wǎng)物資采購價格等數(shù)據(jù)，分析出上述信息與采購策略之間的關(guān)系，形成物資采購策略分析數(shù)學(xué)模型，并最終生成最優(yōu)的配網(wǎng)物資采購策略方案。

2 配網(wǎng)物資采購策略分析系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1 配網(wǎng)物資采購智能感知

配網(wǎng)物資采購策略分析系統(tǒng)通過CSGII系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口采集模塊和網(wǎng)絡(luò)抓取數(shù)據(jù)采集模塊，實現(xiàn)配網(wǎng)物資生產(chǎn)原材料市場價格、供應(yīng)商信息、用電量、生產(chǎn)周期、配網(wǎng)物資市場價格、采購價格等數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測。其中配網(wǎng)物資采購價格、供應(yīng)商信息、用電量等數(shù)據(jù)由CSGII系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口模塊通過內(nèi)網(wǎng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步方式獲得，配網(wǎng)物資市場價格、配網(wǎng)物資生產(chǎn)原材料市場價格、生產(chǎn)周期則由網(wǎng)絡(luò)抓取數(shù)據(jù)采集模塊在互聯(lián)網(wǎng)上通過搜索和數(shù)據(jù)抓取方式獲得，網(wǎng)絡(luò)抓取數(shù)據(jù)采集模塊需對互聯(lián)網(wǎng)上采集數(shù)據(jù)進行清洗、轉(zhuǎn)換、整合、加載等一系列處理，剔除一些異常的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層將采集到的數(shù)據(jù)處理后集成傳輸?shù)狡脚_層。智能感知層定期采集相關(guān)業(yè)務(wù)信息，當原材料市場價格等采集數(shù)據(jù)發(fā)生突變時，可由采集模塊發(fā)出預(yù)警，并觸發(fā)進行配網(wǎng)物資采購策略分析。

2.2 配網(wǎng)物資采購策略智能分析

配網(wǎng)物資采購策略分析系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)進行整合，形成物資采購主題大數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)來源。平臺層建立物資采購策略分析服務(wù)信息模型，由資源調(diào)度運行模塊對物資主題大數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)調(diào)用多元線性回歸模型、粒子群預(yù)測模型、BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等算法進行智能分析，生成配網(wǎng)物資采購最優(yōu)策略方案。平臺層物資采購策略分析驗證模塊則將生成的配網(wǎng)物資采購最優(yōu)策略和物資主題大數(shù)據(jù)庫中的樣本數(shù)據(jù)導(dǎo)入服務(wù)信息模型中，進行模型訓(xùn)練驗證，所得結(jié)果可用于對采購策略方案進行最優(yōu)化處理，以及物資采購策略分析服務(wù)信息模型的優(yōu)化。平臺層計算結(jié)果儲存在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心。

2.3 配網(wǎng)物資采購策略分析應(yīng)用

物資采購策略分析應(yīng)用層則以餅圖，熱點分布、領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙等方式，展現(xiàn)出配網(wǎng)物資采購策略分析結(jié)果，為電力系統(tǒng)配網(wǎng)物資采購決策提供參考依據(jù)，并判斷供應(yīng)商所報價格是否合理，避免企業(yè)采購費用的損失，以及及時對物資采購智能感知層發(fā)出的原材料市場價格異常等預(yù)警進行響應(yīng)，減少供電局的采購成本。

3 結(jié)論

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)是實現(xiàn)各種信息傳感設(shè)備與通信信息資源的共享，從而形成具有實時采集、智能處理和自我調(diào)節(jié)的物理實體。各實體之間的協(xié)同和互動，使得有關(guān)物體相互感知和反饋控制，形成一個更加智能的電力生產(chǎn)、物資采購的體系。基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的配網(wǎng)物資采購策略分析系統(tǒng)能夠通過物資采購智能感知層及時獲取原材料市場價格異常波動等預(yù)警，并進行智能分析與計算，生成配網(wǎng)物資采購策略最優(yōu)方案。該系統(tǒng)減少了電力物資采購成本，提高企業(yè)競爭力，同時系統(tǒng)將配網(wǎng)物資采購策略以可視化的方式展示，能夠為供電局提供精準的物資采購策略分析服務(wù)，提高供電局物資保障的工作效率，從而創(chuàng)造無形的經(jīng)濟和社會效益。