泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設中的關鍵技術探討

吳昊 吳麗莎 占永紅 邵云蛟 許俠

【摘要】??? 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設是電網(wǎng)轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略支柱，成功的建設和運營電力物聯(lián)網(wǎng)將大幅提高電網(wǎng)的電能傳輸安全性和供電的安全性。在建設過程中結(jié)合各學科的發(fā)展情況開發(fā)適應的新技術是提高泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設的關鍵，主要有通訊編碼和規(guī)約的統(tǒng)一，復雜電磁干擾環(huán)境下的新型智能儀表開發(fā)，新型故障診斷技術以及適應電力物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)挖掘技術，這些關鍵技術的成功開發(fā)和應用將會更加有效的保證泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設和運營。

【關鍵詞】??? 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)??? 故障診斷? 關鍵技術

物聯(lián)系網(wǎng)的基本定義時通過各種信息系統(tǒng)如：因特網(wǎng)、廣電網(wǎng)及通訊網(wǎng)，將可單獨尋址的物體實現(xiàn)互相連接，互相通訊的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)的技術體系包括設備編碼、識別、通信、傳感和加密解密等。在智能電網(wǎng)的建設中電力物聯(lián)網(wǎng)的主要架構有四層，感知層、傳輸層、平臺層和應用層。

一、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基本概念

國網(wǎng)在深化研究總結(jié)電力物聯(lián)網(wǎng)的建設經(jīng)驗的基礎上，提出了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念，它的架構跟電力物聯(lián)網(wǎng)基本一致，主要針對電力系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)，充分應用現(xiàn)代信息科學的新技術如移動互聯(lián)網(wǎng)，AI，5G實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)全面感知，數(shù)據(jù)高速處理，人機交互方便簡潔，底層應用響應速度快的智慧型的服務系統(tǒng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的感知層其傳感器裝備規(guī)模更大，覆蓋了電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、儲能和用能等各個環(huán)節(jié)中的設備及元件，其狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)更加詳實。在傳輸層融入了第五代通訊技術大幅提高了各種數(shù)據(jù)的傳輸速率優(yōu)化了其傳輸方式。在數(shù)據(jù)層廣泛應用大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。在平臺層各種AI技術得到廣泛應用，在應用層大力采用數(shù)據(jù)挖掘技術和各種人工智能技術充分向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務，同時深入的發(fā)掘泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)價值。

二、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的關鍵技術

2.1通訊技術

由于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應用于電網(wǎng)的全環(huán)節(jié)，電網(wǎng)的發(fā)輸配儲用各環(huán)節(jié)設備多元件多，各種智能設備的應用將大大提高泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的智能化程度，如要將電力物聯(lián)網(wǎng)中的各種設備聯(lián)系在一起，需要融入泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的各對象擁有統(tǒng)一的標識和語義以及數(shù)據(jù)表達格式同時統(tǒng)一通訊接口，以減少泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)和建設運行維護的難度。同時為了解決物聯(lián)網(wǎng)中各種元件生產(chǎn)廠家眾多，地址編碼可能會出現(xiàn)沖突的問題，開發(fā)統(tǒng)一的地址編碼器規(guī)則，并讓元件生產(chǎn)廠家依照分配的地址段生產(chǎn)元件可有效的解決地址沖突問題，或者時在元件開發(fā)的過程中其智能元件可按規(guī)約設定對應的邏輯地址。統(tǒng)一數(shù)據(jù)幀的格式使智能元件在所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)能被中控設備準確接收，統(tǒng)一編解碼規(guī)則可加快中控設備的數(shù)據(jù)處理效率。統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼和規(guī)約是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設過程中的關鍵技術之一。

2.2智能儀表技術

隨著材料，機械，電子和信息技術等學科的不斷突破，在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設過程中，其所需要的設備也將更多的結(jié)合相關學科的新工藝新技術，尤其是各種智能儀表的開發(fā)。結(jié)合現(xiàn)代通訊技術，各種基于5G的無線智能儀表將會在電力物聯(lián)網(wǎng)建設領域得到大量應用。這類型的儀表需要解決的問題主要是在復雜電磁干擾環(huán)境下的數(shù)據(jù)有效測量及可靠傳輸問題。面對日益復雜的電網(wǎng)結(jié)構其對數(shù)據(jù)采集的有效性提出了更高的要求，應用新的檢測原理，開發(fā)新的檢測傳感器也是電力物聯(lián)網(wǎng)建設過程中的關鍵技術之一。

2.3故障診斷技術

作為兩網(wǎng)基礎的堅強智能電網(wǎng)的建設，其主干特高壓網(wǎng)絡的可靠性要求越來越高，其智能配電網(wǎng)的響應性也要求越來越高。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設過程中，除了對電網(wǎng)全環(huán)節(jié)做到嚴密監(jiān)控外，還要能夠?qū)W(wǎng)中的設備故障做到及時診斷，及時相應。這就要求其故障診斷技術應該對電網(wǎng)故障位置鎖定快速，故障部位切除準確，利用各種人工智能技術如人工神經(jīng)網(wǎng)絡和專家系統(tǒng)等參與故障判斷并給出維修建議，可有效的提高故障處置的效率。在電網(wǎng)狀態(tài)檢測過程中可利用現(xiàn)代信號處理技術如第二代小波分析技術，濾除電網(wǎng)設備運行過程中的干擾，及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)設備出現(xiàn)的早期故障信號，可做到故障早發(fā)現(xiàn)早解決，既可以減少故障帶來的損失也可以使故障處理更從容更加有計劃性，對于電網(wǎng)中設備故障特征信號的提取也是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中設備故障診斷關鍵技術之一。

2.4大數(shù)據(jù)挖掘技術

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)采集了大量的數(shù)據(jù)，針對這些數(shù)據(jù)分析其有用的價值，可以為能源調(diào)度優(yōu)化，減少線路損耗，提高設備使用壽命打下基礎。同時針對綜合能源服務的數(shù)據(jù)挖掘，其與其他主體單位的共享共建還可以打開另一個盈利點為電網(wǎng)企業(yè)增加更多的收益。針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)挖掘技術也是其建設運行過程中的關鍵技術之一。

總結(jié)：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可將電網(wǎng)中的運行服務，電能供應和信息傳遞有機融合在一起。在建設過程中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼和規(guī)約，適應復雜強干擾環(huán)境的智能傳感器以及針對兩網(wǎng)特點的故障診斷技術，針對電力物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)挖掘技術是建設過程中的關鍵技術，這些技術的開發(fā)將有效的保證泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設和運行。

參? 考? 文? 獻

[1]楊挺，翟峰，趙英杰，盆海波.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)釋義與研究展望[J].電力系統(tǒng)自動化，2019（13）：9-20+53