電力載波通信助推泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)探索

徐 偉，榮旭東，張 蓓，高 偉，翁同洋

（國(guó)網(wǎng)安徽電力六安供電公司，六安 237006）

電力網(wǎng)作為一種網(wǎng)絡(luò)資源，具有覆蓋面最廣、最大的特征。目前國(guó)內(nèi)不斷推進(jìn)“三型兩網(wǎng)”建設(shè)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)成為了建設(shè)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵和核心內(nèi)容之一。通過(guò)電力載波技術(shù)，能夠?qū)⒅T如電燈、電梯、空調(diào)、電視等終端納入互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息管理的通訊、控制、交換。尤其是無(wú)需重新鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)便可以達(dá)成對(duì)終端網(wǎng)絡(luò)的控制管理，因此市場(chǎng)潛力十分可觀。打造泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，就是廣泛應(yīng)用智能技術(shù)、邊緣計(jì)算等信息技術(shù)、區(qū)塊鏈、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)，根據(jù)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，使電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)達(dá)成人機(jī)交和互或物物相聯(lián)的效果，既可以為智能電網(wǎng)帶來(lái)信息和數(shù)據(jù)支撐保障，又能夠創(chuàng)造更大價(jià)值。

1 電力載波通信的內(nèi)涵

電力載波通信簡(jiǎn)稱PLC，其應(yīng)用范圍十分廣闊，無(wú)論從電力調(diào)度通信、IP網(wǎng)絡(luò)、小水電控制、配網(wǎng)自動(dòng)化、直流輸電領(lǐng)域，還是圖像傳輸、系統(tǒng)監(jiān)控、遠(yuǎn)方抄表、繼電保護(hù)、數(shù)據(jù)采集方面都能夠發(fā)揮其價(jià)值。該技術(shù)基于現(xiàn)有電力線，即傳輸媒介為220V或380V的低壓配電線，依托載波方式模擬數(shù)字信號(hào)對(duì)信息數(shù)據(jù)或語(yǔ)言數(shù)據(jù)進(jìn)行高速傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。電力載波通信突出開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不單單局限于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的范疇，不需要重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只要有電線，就可以完成視頻、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和等多種服務(wù)的承載，最終形成智能的物理實(shí)體與自我標(biāo)識(shí)、感知連接和網(wǎng)絡(luò)傳遞。載波電力線優(yōu)點(diǎn)在于安裝簡(jiǎn)易、配置靈便，可以滿足用戶對(duì)高帶寬的需求。由于信息傳輸介質(zhì)無(wú)需再次建設(shè)，因此寬帶連接的覆蓋范圍極廣。其次，電力線載波網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)維成本很小且機(jī)動(dòng)靈活、成本低部署快，能夠進(jìn)行視頻各種綜合業(yè)務(wù)傳輸服務(wù)。最后，在電力線設(shè)計(jì)方面具有施工周期短、投資成本低、安全系數(shù)可靠性高和等時(shí)性特征。基于此應(yīng)該加大開(kāi)發(fā)與利用，確保電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。

2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的意義

電力物聯(lián)網(wǎng)極具挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性，事關(guān)“三型兩網(wǎng)”建設(shè)全局，因此具有深遠(yuǎn)的意義。一方面，在深入貫徹習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想的背景下，建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的新高度，與消費(fèi)革命、推進(jìn)能源生產(chǎn)和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力息息相關(guān)。通過(guò)打造泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，能夠推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)型升級(jí)，在促共享、強(qiáng)應(yīng)用、搭平臺(tái)、建樞紐的模式下，企業(yè)會(huì)獲得更大創(chuàng)造機(jī)遇和分享空間，進(jìn)而形成互利共贏的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。另一方面，建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，能夠突破發(fā)展瓶頸改造提升傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，加速突破新一代信息技術(shù)，為企業(yè)打造新業(yè)務(wù)、開(kāi)辟新領(lǐng)域、拓展新市場(chǎng)帶來(lái)機(jī)遇，因此是順應(yīng)跨界融合的新常態(tài)。最后，打造和建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是戰(zhàn)略突破期的開(kāi)端，企業(yè)應(yīng)該以搶占全球能源變革為制高點(diǎn)，開(kāi)辟高質(zhì)量轉(zhuǎn)型升級(jí)，全力推動(dòng)企業(yè)向一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)邁進(jìn)。

3 基于電力載波通訊的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)結(jié)構(gòu)及案例

3.1 基本架構(gòu)

依托電力載波通訊技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)珠寶包括三個(gè)環(huán)節(jié)，分別為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層。其中應(yīng)用層為各種應(yīng)用、中間件和基礎(chǔ)設(shè)施，能夠提供資源調(diào)用接口、基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施及信息處理等基礎(chǔ)應(yīng)用。而網(wǎng)絡(luò)層包括核心網(wǎng)和接入網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的控制、路由和傳遞，其信息的控制與匯集一般通過(guò)電力通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。最后感知層為通信延伸子層和感知控制子層，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境狀態(tài)、機(jī)械狀態(tài)有關(guān)電量信息的收集。

3.2 應(yīng)用案例

3.2.1 能源管理

目前國(guó)內(nèi)環(huán)境問(wèn)題不容忽視，單靠民眾自覺(jué)以及環(huán)保宣傳，很難快速達(dá)到有效節(jié)能減排的預(yù)期目標(biāo)。對(duì)于熱、氣、電、水，采用電力載波通訊，可以實(shí)現(xiàn)直接的定位和捕捉，進(jìn)而體現(xiàn)在量化表上，而且障礙率極低。

3.2.2 智能家居

借助家庭已有的電力線，將其作為載波通訊媒介，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居的應(yīng)用和控制。通過(guò)將電力載波技術(shù)嵌入家用電器中，可以達(dá)成不同設(shè)備之間的互聯(lián)互動(dòng)。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)的案例包括電器狀態(tài)查詢、探測(cè)燃?xì)庑孤?、電器開(kāi)關(guān)操控等內(nèi)容。這不僅為家庭帶來(lái)了安防保障，而且提升居民生活質(zhì)量。

3.2.3 特殊應(yīng)用

在特殊的建筑物中，其固有的線路可能較為復(fù)雜，而且不具備進(jìn)行專線鋪設(shè)的條件，如果沿用以往穿墻鑿洞的方式，很可能對(duì)建筑物帶來(lái)不可逆轉(zhuǎn)的損壞。而采取電力載波通訊就可以完全避免上述問(wèn)題，而且更符合節(jié)能環(huán)保的要求，物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)還會(huì)取得應(yīng)有的效果。目前電力物聯(lián)網(wǎng)所涉及的領(lǐng)域不斷拓展，通過(guò)不斷完善和創(chuàng)新，其智能化服務(wù)、控制、和決策將會(huì)滿足進(jìn)一步提升。

總之，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)離不開(kāi)電力載波通信的支撐，通過(guò)智能嫁接技術(shù)的超鏈接，電力物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量能夠更趨于高速穩(wěn)定，而且又非常節(jié)能環(huán)保，保證通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，市場(chǎng)前景非常廣泛。為此應(yīng)該最大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)作用，確保為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供源源不斷的助力支撐。