常州三新供電服務(wù)有限公司溧陽分公司 吳 昊

1 引言

隨著科技的飛速發(fā)展和能源需求的不斷增長(zhǎng)，電網(wǎng)電能智能化正成為電力行業(yè)的重要發(fā)展方向。電能智能化可以通過應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能監(jiān)測(cè)、精細(xì)控制和高效管理，提高能源利用效率、保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，并促進(jìn)可再生能源的大規(guī)模接入和能源供需的協(xié)調(diào)。然而，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電能智能化并不僅僅依賴于單一的技術(shù)因素，而是受多個(gè)因素的綜合影響。因此，深入分析電網(wǎng)電能智能化的影響因素以及相應(yīng)的治理措施，對(duì)于推動(dòng)電網(wǎng)電能智能化的發(fā)展具有重要意義。

2 電網(wǎng)電能智能化的影響因素

2.1 傳感器技術(shù)對(duì)電能數(shù)據(jù)采集的影響

傳感器的選擇、部署和性能直接影響著電能數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性，進(jìn)而對(duì)電網(wǎng)電能智能化的實(shí)施和效果產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。傳感器技術(shù)的發(fā)展為電能數(shù)據(jù)采集提供了更多的選擇,傳感器的類型包括電流傳感器、電壓傳感器、功率傳感器、溫度傳感器等多種形式，能夠?qū)崟r(shí)采集電網(wǎng)中的各種參數(shù)。傳感器技術(shù)的應(yīng)用使得電能數(shù)據(jù)采集更加便捷和高效,傳統(tǒng)的電能數(shù)據(jù)采集通常需要人工介入，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且容易出錯(cuò)。而借助傳感器技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)中多個(gè)節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)化采集，大大提高了采集效率和準(zhǔn)確性。傳感器能夠采集到更多的電能參數(shù)和狀態(tài)信息，如電流、電壓、功率、頻率、諧波等,這些數(shù)據(jù)可以用于電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)、故障檢測(cè)、能源管理等方面，提供更全面、準(zhǔn)確的信息支持。

2.2 通信技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸和控制的影響

傳統(tǒng)的通信方式如有線通信、局域網(wǎng)等已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，而近年來無線通信、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的出現(xiàn)，使得電能數(shù)據(jù)傳輸更加便捷和靈活。例如，無線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的無線通信和數(shù)據(jù)傳輸，消除了傳統(tǒng)布線的限制，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和部署靈活性。

通信技術(shù)的高速化和高帶寬化提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎蛯?shí)時(shí)性，使得電能數(shù)據(jù)可以以更高的頻率和更短的延遲進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和響應(yīng)，高速、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)異常情況，提高故障處理效率和電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

此外，通過通信網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控中心可以下發(fā)控制指令到各個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和調(diào)度。例如，基于云平臺(tái)的智能調(diào)度系統(tǒng)可以通過通信網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程調(diào)整電網(wǎng)負(fù)荷、優(yōu)化能源分配和協(xié)調(diào)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。

2.3 數(shù)據(jù)處理和分析對(duì)電網(wǎng)管理的支持

數(shù)據(jù)處理技術(shù)能夠?qū)υ紨?shù)據(jù)進(jìn)行濾波、插值、修正等處理，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和可靠性。同時(shí)，數(shù)據(jù)預(yù)處理還包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化等操作，使得不同來源和格式的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行有效的整合和比較分析。通過應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)和統(tǒng)計(jì)分析等技術(shù)，可以從電能數(shù)據(jù)中挖掘出隱藏的規(guī)律、關(guān)聯(lián)和趨勢(shì)[1]。例如，通過分析歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)和天氣數(shù)據(jù)，可以建立負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)未來負(fù)荷的精確預(yù)測(cè)。這些特征和模式的發(fā)現(xiàn)為電網(wǎng)管理者提供了對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)和需求的深入理解，有助于制定合理的管理策略和決策。

基于電能數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，可以制定合理的負(fù)荷調(diào)度計(jì)劃、電網(wǎng)運(yùn)行策略和能源調(diào)配方案。例如，通過分析電能數(shù)據(jù)和市場(chǎng)價(jià)格，可以實(shí)現(xiàn)電能購買和銷售的優(yōu)化，降低電網(wǎng)運(yùn)行成本和提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 智能設(shè)備對(duì)電網(wǎng)監(jiān)測(cè)和控制的影響

一是智能設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。通過傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，智能設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)感知和采集電網(wǎng)中的各種電能參數(shù)和狀態(tài)信息。這些智能設(shè)備可以安裝在電網(wǎng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，包括發(fā)電廠、變電站、配電站和用戶側(cè)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的全面監(jiān)測(cè)。

二是智能設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的自動(dòng)控制和優(yōu)化?；趥鞲衅鲾?shù)據(jù)和智能算法，智能設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)分析電網(wǎng)狀態(tài)，進(jìn)行負(fù)荷調(diào)度、優(yōu)化能源分配和協(xié)調(diào)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行。例如，智能開關(guān)和智能斷路器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)分段的自動(dòng)切換和故障隔離，提高電網(wǎng)的可靠性和恢復(fù)速度。

三是智能設(shè)備的遠(yuǎn)程管理功能使得電網(wǎng)管理更加便捷和高效。通過通信網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程控制技術(shù)，電網(wǎng)管理者可以遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制智能設(shè)備，無須實(shí)地操作[2]。這種遠(yuǎn)程管理方式大大節(jié)省了人力和時(shí)間成本，提高了響應(yīng)速度和操作的靈活性。例如，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控智能終端設(shè)備的電能消耗情況，電網(wǎng)管理者可以實(shí)時(shí)了解用戶側(cè)的用電情況，并采取相應(yīng)措施進(jìn)行負(fù)荷調(diào)控。

2.5 云計(jì)算和大數(shù)據(jù)對(duì)電能數(shù)據(jù)處理和分析的影響

電能數(shù)據(jù)通常規(guī)模龐大，傳統(tǒng)的計(jì)算環(huán)境難以滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和分析的需求。而云計(jì)算提供了彈性的計(jì)算資源，能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行擴(kuò)展和收縮，以應(yīng)對(duì)不同規(guī)模和復(fù)雜度的電能數(shù)據(jù)處理任務(wù)，通過將電能數(shù)據(jù)上傳至云端進(jìn)行處理，可以大大提高數(shù)據(jù)處理的速度和效率。其次，電能數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著豐富的信息和模式，通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以挖掘出隱藏的關(guān)聯(lián)和趨勢(shì)。通過分析大數(shù)據(jù)，電網(wǎng)管理者可以獲得更全面、準(zhǔn)確的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)荷需求信息，為電網(wǎng)管理決策提供更科學(xué)、精確的依據(jù)。

電能數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求通常很大，而傳統(tǒng)的本地存儲(chǔ)設(shè)施受限于容量和可擴(kuò)展性。云計(jì)算平臺(tái)提供了可靠的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案，能夠存儲(chǔ)和管理海量的電能數(shù)據(jù)。通過云存儲(chǔ)，電網(wǎng)管理者可以方便地存儲(chǔ)、訪問和共享電能數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和共享。

3 電網(wǎng)電能智能化的治理措施

3.1 技術(shù)治理

3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制定

在電網(wǎng)電能智能化中，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定對(duì)于推動(dòng)技術(shù)發(fā)展和確保電網(wǎng)安全運(yùn)行至關(guān)重要。不同的廠商和系統(tǒng)可能采用不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，導(dǎo)致設(shè)備之間的兼容性問題，通過制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，確保不同廠商和系統(tǒng)之間的互通性，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)互通，提升電網(wǎng)的整體智能化水平。電能智能化涉及多個(gè)方面的技術(shù)和設(shè)備，例如傳感器、通信設(shè)備、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等，通過制定規(guī)范，可以明確技術(shù)要求、安裝標(biāo)準(zhǔn)和維護(hù)流程，確保設(shè)備和系統(tǒng)的正常運(yùn)行和可靠性。

3.1.2 技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)

技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)是推動(dòng)電網(wǎng)電能智能化的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，提升電網(wǎng)的智能化水平，提高能源利用效率和電網(wǎng)的可持續(xù)性。

首先，技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)能夠推動(dòng)傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展。傳感器技術(shù)的創(chuàng)新可以提高電能數(shù)據(jù)的采集精度和實(shí)時(shí)性，通信技術(shù)的創(chuàng)新可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的高效通信和數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)處理技術(shù)的創(chuàng)新可以提高電能數(shù)據(jù)的處理速度和分析能力。

其次，技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)可以推動(dòng)能設(shè)備和系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用。智能設(shè)備和系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電能智能化的關(guān)鍵要素，通過技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，可以開發(fā)出更高性能、更智能化的設(shè)備和系統(tǒng)[3]。

3.2 政策和法規(guī)治理

3.2.1 政府支持和推動(dòng)政策

政府通過資金支持和財(cái)政補(bǔ)貼來促進(jìn)電網(wǎng)電能智能化技術(shù)的研發(fā)和示范應(yīng)用，設(shè)立專項(xiàng)基金、提供研發(fā)資金和項(xiàng)目資助，鼓勵(lì)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在電能智能化領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新和實(shí)踐。此外，通過技術(shù)引導(dǎo)政策，政府可以促進(jìn)電網(wǎng)電能智能化技術(shù)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，提升整個(gè)行業(yè)的技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)力。

3.2.2 法規(guī)和監(jiān)管機(jī)制的建立

政府制定法規(guī)和法律，明確電網(wǎng)電能智能化的管理責(zé)任和監(jiān)管要求。例如，制定電力行業(yè)相關(guān)法律，明確電網(wǎng)管理者的權(quán)責(zé)和責(zé)任。此外，還可以制定數(shù)據(jù)保護(hù)和隱私保護(hù)法規(guī)，確保電能數(shù)據(jù)的合法收集、使用和保護(hù)。監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以監(jiān)督電網(wǎng)管理者的運(yùn)行，確保其依法履職。同時(shí)，監(jiān)管機(jī)構(gòu)還可以監(jiān)督智能設(shè)備和系統(tǒng)的安全性和合規(guī)性，加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)管，防止不合格產(chǎn)品的流入和使用。

3.3 管理體系建設(shè)

3.3.1 智能化管理平臺(tái)的建設(shè)

智能化管理平臺(tái)可以集成和管理電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)、設(shè)備和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化。通過接入各類傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)采集電能數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)等信息。同時(shí)，平臺(tái)應(yīng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和分析能力，能夠?qū)Υ罅康臄?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、清洗、整合和分析，提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)支持和決策參考。通過集成傳感器和智能設(shè)備，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備健康狀況和能源消耗情況，基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和智能算法，平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)控制和調(diào)度，優(yōu)化能源利用、負(fù)荷分配和故障處理[4]。智能化管理平臺(tái)如圖1所示。

圖1 智能化管理平臺(tái)

此外，智能化管理平臺(tái)通過可視化界面和報(bào)表分析，可以直觀地展示電網(wǎng)運(yùn)行情況、能耗趨勢(shì)和異常警報(bào)，幫助管理人員迅速發(fā)現(xiàn)問題和做出決策，同時(shí)，滿足不同層次和需求的管理人員的信息需求。

3.3.2 運(yùn)營(yíng)模式和流程的優(yōu)化

引入智能化技術(shù)和系統(tǒng)，優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行模式。例如，采用智能化的負(fù)荷預(yù)測(cè)和優(yōu)化調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷的精確預(yù)測(cè)和合理調(diào)度，以減少能源浪費(fèi)和供需失衡。同時(shí)，可以采用分布式能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)可再生能源的高效利用和集成，提升電網(wǎng)的可持續(xù)性和能源利用效率。

通過引入遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)維和維護(hù)流程，提升運(yùn)維效率和設(shè)備可靠性。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化收集和分析可以幫助運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和異常情況，并采取相應(yīng)的維修和修復(fù)措施，降低停機(jī)時(shí)間和維修成本[5]。

3.4 人才培養(yǎng)和知識(shí)共享

3.4.1 電網(wǎng)智能化人才培養(yǎng)

建立完善的人才培養(yǎng)體系，包括設(shè)立相關(guān)專業(yè)課程和學(xué)位項(xiàng)目，培養(yǎng)電網(wǎng)智能化領(lǐng)域的專業(yè)人才。通過與高校合作開展科研項(xiàng)目，培養(yǎng)科研人才和創(chuàng)新能力。與行業(yè)企業(yè)合作，開展實(shí)踐教學(xué)和實(shí)習(xí)項(xiàng)目，提升學(xué)生的實(shí)踐能力和工作經(jīng)驗(yàn)。

組織專業(yè)培訓(xùn)和技能競(jìng)賽，激發(fā)人才的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)動(dòng)力，通過不斷更新和提升人才的技能和知識(shí)，使其適應(yīng)電網(wǎng)電能智能化的快速發(fā)展。

3.4.2 行業(yè)知識(shí)共享與交流

行業(yè)間的合作與交流可以促進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的共享，推動(dòng)整個(gè)電網(wǎng)行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。通過定期召開行業(yè)會(huì)議、研討會(huì)和論壇，促進(jìn)電網(wǎng)行業(yè)內(nèi)的知識(shí)交流和技術(shù)分享。行業(yè)組織和相關(guān)機(jī)構(gòu)可以參與標(biāo)準(zhǔn)的制定過程，確保標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和適用性。在知識(shí)共享與交流方面，建立在線平臺(tái)和社區(qū)，促進(jìn)行業(yè)專家和從業(yè)人員之間的交流與合作。通過在線論壇、博客和社交媒體，分享最新的研究成果、案例經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)探討，推動(dòng)電網(wǎng)電能智能化的知識(shí)共享。

4 結(jié)語

總之，電網(wǎng)電能智能化的發(fā)展離不開技術(shù)的支持和治理的推動(dòng)。通過不斷優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用和管理體系，電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)更高效、可靠和可持續(xù)的運(yùn)行，為社會(huì)提供更好的電力服務(wù)。然而，電網(wǎng)電能智能化還面臨一些挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)等問題，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究和探索。因此，需要各方共同努力，加強(qiáng)合作與交流，推動(dòng)電網(wǎng)電能智能化的發(fā)展和應(yīng)用。