信息通信技術(shù)支撐泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

徐曉寅

（國(guó)網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海 200063）

1 泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1.1 泛在網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模型

泛在網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)可以分為感知延伸層、網(wǎng)格層及應(yīng)用層。

1.2 泛在網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方式

泛在網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)了用戶對(duì)于終端系統(tǒng)的需求。要想實(shí)現(xiàn)泛在網(wǎng)絡(luò)的功能，必須依靠RFID（無(wú)線射頻識(shí)別）、語(yǔ)義感知、人機(jī)交互及自主安全防護(hù)等技術(shù)。

1.3 泛在物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于電力系統(tǒng)建設(shè)方面的重要性

首先，泛在物聯(lián)網(wǎng)能對(duì)電能源的生產(chǎn)、輸送及消耗等環(huán)節(jié)進(jìn)行整體把控，促進(jìn)電力系統(tǒng)體制內(nèi)外相關(guān)建設(shè)方面的配合，提高數(shù)據(jù)資源共享的開(kāi)放水準(zhǔn)，創(chuàng)新發(fā)展模式，構(gòu)建電力行業(yè)發(fā)展的新生態(tài)。其次，電網(wǎng)在能源的匯合、輸送及轉(zhuǎn)化的過(guò)程中已經(jīng)成為橋梁，促進(jìn)各類(lèi)物理能源和化學(xué)能源的轉(zhuǎn)化。優(yōu)化我國(guó)能源的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，可以降低電力系統(tǒng)傳輸中的能耗。電網(wǎng)可以進(jìn)行信息與電能之間的切換，使其成為一個(gè)綜合性的服務(wù)平臺(tái)，體現(xiàn)了電力網(wǎng)建設(shè)具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。最后，為了實(shí)現(xiàn)能量、信息和業(yè)務(wù)的融合，需要深化電力物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的融合，兩者最后統(tǒng)一于能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。因此，構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。利用信息技術(shù)對(duì)電力的生產(chǎn)、運(yùn)輸進(jìn)行全面感知，了解電力的消耗情況，對(duì)各項(xiàng)業(yè)務(wù)做好監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)的支撐。用數(shù)字化、信息化的技術(shù)構(gòu)建功能全面的電力物聯(lián)網(wǎng)，為我國(guó)的現(xiàn)代化生產(chǎn)和人們的衣食住行提供新型、環(huán)保、綠色的能源服務(wù)。

2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在新時(shí)期國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)中占有重要的地位，通過(guò)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)與各個(gè)事物的緊密配合，實(shí)現(xiàn)電力業(yè)務(wù)的全面開(kāi)展[1]。

3 信息通信技術(shù)支撐泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的方式

本文從感知、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、應(yīng)用及安全等方面，分析出信息通信技術(shù)在支撐泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的一些思路方式與取得的成果。

3.1 感知技術(shù)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的整體把控以及相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取，都是在動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的數(shù)據(jù)感知分析基礎(chǔ)上完成的。電力系統(tǒng)的數(shù)量及運(yùn)行狀態(tài)多而復(fù)雜，因此對(duì)感知技術(shù)及傳感器的性能提出了很高要求。為了感知電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的準(zhǔn)確性、精細(xì)性及全面性，需要利用先進(jìn)的傳感理論，研發(fā)新的傳感技術(shù)，提高性能的穩(wěn)定性與可靠性，為電力系統(tǒng)的控制與協(xié)調(diào)提供數(shù)據(jù)支撐。此外，新型的微型傳感器具有損耗低和適應(yīng)性高的特性，能適應(yīng)電力系統(tǒng)中特殊的應(yīng)用場(chǎng)合。為了解決物聯(lián)網(wǎng)終端越來(lái)越小規(guī)?；?、功能單一化的問(wèn)題，需要通過(guò)物聯(lián)代理及邊緣計(jì)算等先進(jìn)的智能技術(shù)完成終端與終端之間的分工與協(xié)作[2]。

3.2 泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

為了解決過(guò)程中的問(wèn)題，可以采用先進(jìn)的科技技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力設(shè)施及傳感器的全面覆蓋。首先是實(shí)現(xiàn)空天地新型通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)必須實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與通信模式的結(jié)合，也就是實(shí)現(xiàn)多協(xié)議與通信方式的協(xié)同，從而實(shí)現(xiàn)空天地通信與信息的融合，完善泛在電力物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)存的問(wèn)題。衛(wèi)星通信是泛在電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵因素，需開(kāi)發(fā)空天地新型通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，促進(jìn)電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)采集、輸送及資源共享的實(shí)現(xiàn)。其次是5G 通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)的應(yīng)用。5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)客戶零距離接合電力設(shè)施的技術(shù)保障。實(shí)現(xiàn)支持超高清的圖像輸送的5G 技術(shù)，將滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在各類(lèi)全景式的業(yè)務(wù)下的應(yīng)用。最后，低功耗無(wú)線接入及自組網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用將滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一低功耗無(wú)線接入技術(shù)的需求，降低泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與其他系統(tǒng)在兼容拓展以及交換方面存在的不足，提高物聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)以及安裝售后方面的 效益水平。

3.3 安全密碼防護(hù)技術(shù)

為了滿足新型的電網(wǎng)需求，新型的安全防護(hù)技術(shù)體系將通過(guò)先進(jìn)的密碼技術(shù)與全景式的安全保護(hù)機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先新型密碼技術(shù)將對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在客戶識(shí)別、數(shù)據(jù)防盜以及輸送傳遞等方面進(jìn)行調(diào)整與升級(jí)，確保其安全性。通過(guò)制定應(yīng)用技術(shù)、接口與通信協(xié)議的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化，避免不法接入、不法互聯(lián)以及數(shù)據(jù)的盜取與更改行為的發(fā)生。其次為了滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)全景式安全防護(hù)制度的需求，可通過(guò)互信互聯(lián)、交互安全及智能防御等方面的技術(shù)革新來(lái)實(shí)現(xiàn)。關(guān)于互信互聯(lián)，可以采用輕量級(jí)的身份識(shí)別制度來(lái)實(shí)現(xiàn)；針對(duì)交互安全，可結(jié)合先進(jìn)的數(shù)據(jù)防泄漏技術(shù)，在特殊的場(chǎng)合加強(qiáng)防護(hù)與安全的審計(jì)力度，提高交互的安全性。最后，在智能防護(hù)上，進(jìn)行主動(dòng)全方面感知，對(duì)潛在隱患進(jìn)行分析、自動(dòng)分警報(bào)以及配合處理，并形成各種智能預(yù)案，實(shí)現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的安全性[3]。

3.4 數(shù)據(jù)采集與智能化運(yùn)用

通過(guò)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值進(jìn)行深度挖掘，在確保電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成本支出的最小化，降低建設(shè)過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化了對(duì)客戶體驗(yàn)的重視程度。首先是數(shù)據(jù)信息實(shí)景化。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)大數(shù)據(jù)、人工智能等方式發(fā)掘數(shù)據(jù)的價(jià)值，并進(jìn)行數(shù)據(jù)情景化，強(qiáng)化以客戶為中心的服務(wù)宗旨，促進(jìn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展。其次是為了滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的需要，同時(shí)也為客戶提供優(yōu)質(zhì)的電能服務(wù)。除了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可見(jiàn)性，還要增強(qiáng)虛擬數(shù)據(jù)在過(guò)程中的應(yīng)用。通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電力設(shè)施的數(shù)字化顯示，同時(shí)也提高了專(zhuān)業(yè)人員的專(zhuān)業(yè)技能。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力部門(mén)作業(yè)可視化控制及智能巡更的應(yīng)用，減輕了電網(wǎng)工作人員的工作量，提升了電網(wǎng)建設(shè)的速率與效率。

4 結(jié) 論

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)尚處于起步階段，唯有通過(guò)打造全產(chǎn)業(yè)融合的產(chǎn)品體系，形成具有頗有競(jìng)爭(zhēng)力的信息通信技術(shù)整體改進(jìn)解決方案，方可支撐泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需求。