電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用前景分析

呂曉宇 王美因

（國網(wǎng)河南省電力公司新安縣供電公司，河南 新安 471800）

進(jìn)入新時期后，我國電力行業(yè)內(nèi)開始廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對我國電力行業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步起到了有效的促進(jìn)作用。在未來的發(fā)展中，要想進(jìn)一步提升電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量，推動電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)程，就需要深入研究電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)。

一、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）智能芯片

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用包括三大因素，即對電力數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳遞，電力數(shù)據(jù)分析和管理以及電力信息的綜合應(yīng)用。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)是智能芯片，當(dāng)前越來越多的計量設(shè)備接入電力系統(tǒng)，且電力設(shè)備的運行會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。而目前大多數(shù)的電力數(shù)據(jù)采集設(shè)備仍然依賴于傳統(tǒng)的工業(yè)采集設(shè)備，數(shù)據(jù)的有效性較低下、不夠精確，也使得終端的智能設(shè)備程度化降低，無法實現(xiàn)智能判斷與自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的統(tǒng)一，進(jìn)而影響入網(wǎng)和分散式管理智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是基于電力信息的有效整合，通過對電力資源利用、電力數(shù)據(jù)的傳遞以及數(shù)據(jù)分析，促進(jìn)終端智能化發(fā)展。

（二）通信網(wǎng)優(yōu)化

通信網(wǎng)是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層重要基礎(chǔ)支撐。結(jié)合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和應(yīng)用需求，通信網(wǎng)在骨干光纜纖芯數(shù)量、光纖覆蓋和網(wǎng)絡(luò)帶寬還存在不足，無線專網(wǎng)技術(shù)選型和建設(shè)相對滯后，無法適應(yīng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對業(yè)務(wù)帶寬的需求。

1.通信網(wǎng)架構(gòu)優(yōu)化完善

以“高可靠、全方位、多元化、寬帶化、集中化”為目標(biāo)，優(yōu)化提升省級傳輸網(wǎng)，探索開展OTN 雙平面建設(shè)，增強省市互聯(lián)互通能力。完善骨干光纜網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，解決骨干斷面無空余光纜纖芯問題。開展地市傳輸網(wǎng)增容改造，強化“PTN+SDH”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，建成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理、組網(wǎng)接入靈活、承載能力強、具備可持續(xù)發(fā)展的地區(qū)傳輸網(wǎng)絡(luò)。開展縣域傳輸網(wǎng)升級，解決縣域傳輸網(wǎng)低覆蓋、低帶寬問題，滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備大規(guī)模泛在接入、電網(wǎng)生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)不斷增長的帶寬需求。

2.無線通信網(wǎng)技術(shù)研究

5G 作為新一代移動通信技術(shù)發(fā)展方向，是無線接入重要演進(jìn)方向。需加快引入軟件定義網(wǎng)絡(luò)和邊緣計算技術(shù)，研究應(yīng)用5G 技術(shù)滿足業(yè)務(wù)更快終端接入速率、更低業(yè)務(wù)傳輸時延和更多終端連接容量需求。大帶寬方面，滿足調(diào)度、運檢、營銷、建設(shè)等電網(wǎng)業(yè)務(wù)升級和高清化視頻通信、可穿戴智能運檢等場景應(yīng)用需求；低時延方面，滿足配電自動化、“三遙”等低時延電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求；廣連接方面，滿足泛在化、多樣化、智能化、規(guī)?；Ａ拷K端設(shè)備接入需求。

（三）物聯(lián)網(wǎng)平臺

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)平臺已經(jīng)大范圍普及，通過對電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析，可以有效地實現(xiàn)電力信息的高效利用。一體化信息數(shù)據(jù)平臺，需要具備當(dāng)前大數(shù)據(jù)處理的能力，實現(xiàn)電力系統(tǒng)故障診斷的人工智能水平，對相關(guān)的信息進(jìn)行預(yù)算。以此實現(xiàn)大小城市各個項目內(nèi)容的在線操作，實現(xiàn)云計算、云數(shù)據(jù)和人工智能的一體化。

二、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景分析

（一）保障電網(wǎng)安全運行

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展可有效解決現(xiàn)階段我國的電力存在能源分布不平衡、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理、調(diào)節(jié)能力差等問題。一方面，利用數(shù)據(jù)共享和大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)手段，依托運檢智能分析決策系統(tǒng)，推動電網(wǎng)運維檢修高度數(shù)據(jù)化和智能化，實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備實時監(jiān)測、主動預(yù)警、智能巡查、優(yōu)化控制及高效管理。另一方面，對風(fēng)能、太陽能、負(fù)荷進(jìn)行實時監(jiān)測，建立電力能源統(tǒng)一調(diào)控系統(tǒng)，提高電網(wǎng)靈活性和調(diào)節(jié)能力。此外，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實物ID 深化應(yīng)用，可實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備規(guī)劃設(shè)計、采購、建設(shè)、運行等全環(huán)節(jié)、上下游信息貫通，提高精益化管理水平，保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運行。

（二）電力資產(chǎn)管理

電力設(shè)備是電力資產(chǎn)管理的重點。眾所周知，電力行業(yè)擁有較多數(shù)量和類型的設(shè)備，在傳統(tǒng)管理模式下，采用人工方式對各種設(shè)備信息進(jìn)行記錄，很容易有錯誤出現(xiàn)，且需要投入較多的時間和精力，具有較長的管理周期。而將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用過來，在RFID 技術(shù)的支持下，能夠自動識別記錄管理各種設(shè)備，不僅具有較高的管理效率，降低了資源消耗，同時還能夠連接電力企業(yè)的管理系統(tǒng)，促使管理信息得到同步和共享。在具體實踐中，首先在系統(tǒng)中錄入設(shè)備的信息，然后在設(shè)備表面粘貼標(biāo)簽，借助于小型讀寫器設(shè)備，即可對標(biāo)簽信息進(jìn)行記錄和修改，能夠?qū)嵤└赂牡膬?nèi)容，以便符合賬目內(nèi)容。完成檢查工序后，連接讀寫器的數(shù)據(jù)接口與電力企業(yè)的辦公系統(tǒng)，即可對變更信息自動上傳，這樣設(shè)備管理效率將可以得到大大提升。

（三）實現(xiàn)清潔能源的有效消納

當(dāng)前，風(fēng)能、電能在我國的能源中占比較低。受我國地理分布的特殊性限制，對于風(fēng)能和光能不能實現(xiàn)有效利用。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以運用人工智能技術(shù)，對電、光伏進(jìn)行有效的預(yù)測；并且結(jié)合具體的能源條件，對分散的新能源進(jìn)行集合，形成虛擬的電廠。同時通過基礎(chǔ)的供電效果，可以形成一定的數(shù)據(jù)模式，對于后期的電力數(shù)據(jù)資源利用以及電能的開發(fā)都有著極大的參考價值。

（四）用電信息采集與分析

其中，智能電能表的用電采集與數(shù)據(jù)分析是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的重點。實踐研究表明，在電力用電信息采集中運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠遠(yuǎn)程實時統(tǒng)計電能表數(shù)據(jù)，便捷性、準(zhǔn)確性較強。用電信息采集系統(tǒng)操作難度較小，人工成本得到降低。同時，信息系統(tǒng)的準(zhǔn)確率較高，人工抄表過程中出現(xiàn)的失誤問題得到規(guī)避，抄表準(zhǔn)確性得到提升。用電信息系統(tǒng)能夠深入分析、挖掘這些獲取到的各種信息，進(jìn)而將針對性的服務(wù)提供給電力用戶。而電力營銷也可以結(jié)合這些用戶側(cè)數(shù)據(jù)，深入分析電力市場，對用電市場動向準(zhǔn)確把握，做好科學(xué)合理的預(yù)測，促使電力營銷的精準(zhǔn)度得到提高。

結(jié)語

總之，“堅強”與“智能”并重是我國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的內(nèi)在要求和方向，而“堅強”和“智能”這兩者本身就是相互促進(jìn)的。因此，可以預(yù)見，承載數(shù)據(jù)流的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與承載電力流的堅強智能電網(wǎng)必將相輔相成、融合發(fā)展，形成強大的價值創(chuàng)造平臺，共同構(gòu)成能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流“三流合一”的能源互聯(lián)網(wǎng)。