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双碳目标下电力物联网助力能源系统转型 中国电科院许海清团队的技术研发探索

双碳目标下电力物联网助力能源系统转型 中国电科院许海清团队的技术研发探索

在应对气候变化、推动可持续发展的全球浪潮中,中国提出的“碳达峰、碳中和”目标为能源电力行业指明了深刻的转型方向。作为国家能源战略的关键支撑,电力系统的清洁化、智能化、柔性化升级迫在眉睫。在此背景下,中国电力科学研究院(简称中国电科院)的研究团队,在许海清等专家的带领下,正致力于通过电力物联网(IoT in Power Systems)相关网络技术的深度研发,为构建新型能源系统、助力“双碳”目标实现提供核心驱动力。

电力物联网,是物联网技术在电力系统的全面渗透与深度融合。它通过部署海量的智能传感设备、边缘计算单元和高速通信网络,实现对发电、输电、配电、用电各环节设备状态、环境信息、能源流与信息流的全面感知、实时交互与智能处理。在“双碳”目标下,其价值尤为凸显:一是支撑高比例可再生能源的并网与消纳,通过精准预测与协同控制,平抑风光出力的波动性;二是提升电网的灵活调节与安全韧性,应对分布式电源、电动汽车等多元负荷的接入挑战;三是赋能用户侧能效管理与需求响应,促进全社会节能降碳。

许海清研究员及其团队聚焦的,正是支撑这一宏伟蓝图的关键网络技术研发。他们的工作主要集中在以下几个前沿方向:

  1. 端-边-云协同的通信与计算架构:针对电力物联网数据海量、分布广泛、实时性要求高的特点,团队研究新型异构网络融合技术(如5G/6G、光纤、电力线载波、卫星通信等),并设计高效的边缘计算框架。通过在靠近数据源的网络边缘进行初步处理与决策,减轻云端压力,满足配电自动化、精准负荷控制等场景的毫秒级低时延要求,保障电网的实时控制与安全。
  1. 面向电力业务的确定性网络技术:传统互联网“尽力而为”的传输模式难以满足电力生产控制类业务对时延、抖动、可靠性的严苛要求。团队致力于研究时间敏感网络(TSN)、软件定义网络(SDN)、确定性无线网络等技术在电力场景的应用,旨在为保护控制、广域测量等关键业务提供可预测、可保障的端到端传输服务,构筑电力信息物理系统(CPS)的“神经系统”。
  1. 海量终端安全接入与智能管控:随着亿级智能电表、传感器、智能终端的接入,网络规模空前庞大,终端安全与身份认证成为巨大挑战。团队研发基于国产密码算法的轻量级安全协议、终端微内核安全防护、以及基于区块链技术的分布式身份管理与信任机制,确保海量异构终端的可信接入、数据来源可靠与操作指令合法,筑牢物联网安全底座。
  1. 数字孪生与智能运维网络支撑:构建与物理电网同步映射、交互操作的电网数字孪生体,是实现状态全面感知、趋势智能研判、决策仿真优化的核心。团队的研究为数字孪生提供高保真、全时域的数据采集与高速传输网络支持,并融合人工智能算法,开发基于物联网数据的设备故障预测与健康管理(PHM)系统,变“定期检修”为“预测性维护”,极大提升资产利用效率与供电可靠性。

中国电科院许海清团队的工作,紧密结合国家重大需求与行业前沿,其研发的网络技术不仅是连接物理设备与数字世界的“管道”,更是实现能源流、信息流、价值流“三流合一”的基石。通过构建高速、可靠、安全、智能的电力物联网通信与计算基础设施,能够有效整合“源网荷储”各环节资源,推动电网从传统的单一供电网络,向多能互补、广泛互联、智能互动、灵活柔性的能源互联网演进。

随着新型电力系统建设的不断深入,电力物联网的网络技术研发将继续向更广的覆盖、更低的时延、更高的智能、更强的安全纵深发展。中国电科院的前沿探索,无疑将为加速能源清洁低碳转型、保障国家能源安全、最终实现“双碳”宏伟目标,贡献不可或缺的科技力量。

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更新时间:2026-04-19 20:38:30

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