泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術與前景

王瑞琦 李明明 趙毅 閆嬌 馮勇

【摘要】? ? 社會的進一步發(fā)展，促使現(xiàn)階段我國電力建設規(guī)模不斷擴大，此種背景下，如何提升電力傳輸質量以及電網(wǎng)控制水平，成為當下電力企業(yè)亟待解決的問題之一，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)理念形成?；诖?，本文立足于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實際內容，分析了建設時需要應用的各類關鍵技術，以及相應發(fā)展前景，希望以下內容的論述可以推動我國電力事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

【關鍵詞】? ? 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)? ? 智能芯片? ? 5G

引言：近幾年，隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提升，電力用戶數(shù)量逐漸增加，分布式電網(wǎng)所面臨的運行壓力逐漸增大，為保證居民用電安全，以及電網(wǎng)正常運行，基礎電網(wǎng)改革已經(jīng)成為一種必然趨勢，人工智能技術、尖端網(wǎng)絡技術以及自動化技術的融合需要更加完善。因此，對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術與應用前景分析有著鮮明現(xiàn)實意義。

一、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術

1、智能芯片。就目前我國電力市場發(fā)展情況而言，電網(wǎng)建設規(guī)模不斷擴大，造成此種現(xiàn)象的主要原因在于電力市場需求不斷增加，為滿足高壓力的電力傳輸活動，各類電力保護裝置，以及電網(wǎng)檢測設備被應用到電力系統(tǒng)當中，這些設備正常運行過程中，將會不斷產(chǎn)生數(shù)據(jù)，而產(chǎn)出的數(shù)據(jù)包含著電網(wǎng)運行的重要信息，應該對其進行收集和處理，以求指導電網(wǎng)正常運行，但是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集設備無法達到全部數(shù)據(jù)收集要求，并且收集質量并不高。而帶有智能芯片的采集設備可以很好的解決以上問題，不僅可以降低設備應用時的能耗，還能提升收集和計算效率。因為此種芯片的優(yōu)勢眾多，所以各個國家紛紛加大了該方面的研究力度以及投入，并且取得了良好效果。例如谷歌公司推出的Edge TPU芯片，以及我國中科院研究的“寒武芯片”等。

2、5G與LPWA。對于電力系統(tǒng)而言，無論是海量數(shù)據(jù)的收集，還是大量數(shù)據(jù)的處理，都需要建立在良好的網(wǎng)絡基礎之上。隨著電網(wǎng)建設規(guī)模的擴大，我國電力建設逐漸深入到高山以及森林等地區(qū)，但是這些地區(qū)的網(wǎng)絡基礎并不好。傳統(tǒng)的電力物聯(lián)網(wǎng)技術，對于信息的傳遞主要應用以太網(wǎng)進行有線傳輸，并不適合上述地區(qū)的應用與建設。而5G時代的到來，可以說為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設提供了技術基礎，以5G為核心的LPMA無線傳輸形式，即具有傳統(tǒng)技術穩(wěn)定性，本身也具有高效性與便捷性。

就當下我國電網(wǎng)建設實際情況以及今后發(fā)展態(tài)勢而言，5G將會成為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設基礎技術之一?；?G通信網(wǎng)絡的切片通信形式被認為是解決電網(wǎng)全息感知以及泛在連接的根本技術。例如在進行分配式自動化建設過程中，可以選擇URLLC切片，此類切片的低時延性能較為突出，可以保證分配自動化質量。在進行信息采集以及電源接業(yè)務建設中，可以選擇mMTC切片，此類切片具有良好的通信性能。在進行語音業(yè)務的購進時，可以選擇Voice切片。

二、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用前景

1、提升電網(wǎng)運行水平。我國無論是經(jīng)濟還是電力發(fā)展，都存在鮮明的南北差異性，立足于電力事業(yè)建設情況而言，電網(wǎng)整體架構不合理的問題較為明顯[1]。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用剛好可以解決以上問題，應用時可以直接建立一個發(fā)電、輸電全過程監(jiān)管網(wǎng)絡，進一步提升了電力檢測水平與效率，保證電力運行安全。2、促進清潔能源消納。就目前我國電力建設情況而言，清潔能源的發(fā)展與應用受到了社會各界的廣泛關注，但是無論是風力發(fā)電還是光能發(fā)電，發(fā)展情況都并不良好，尤其是我國三北地區(qū)，光能以及風能的開發(fā)利用程度并不高。而在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中，上述所提及的各類清潔能源的應用效率將會逐漸提升，之所以具有良好的資源消納能力，是因為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在建設過程中，加入了全息感知功能，此類功能可以實現(xiàn)資源之間的合理分配，指導消費者合理消納清潔能源。3、打造智慧能源服務平臺。我國的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設已經(jīng)成為國家發(fā)展戰(zhàn)略之一，預計于2021年初步建成并且投入應用。初期使用中，將會做到以下幾點：①整個電力物聯(lián)網(wǎng)可以基本實現(xiàn)業(yè)務協(xié)同。②初步達到物聯(lián)管理基礎性要求。③各級建設的智慧平臺需要完成系統(tǒng)升級，以便可以支持泛在電力物聯(lián)網(wǎng)正常融合與應用。2024年將會全面建成電力物聯(lián)網(wǎng)，上述提到的業(yè)務協(xié)同需要正常進行，物聯(lián)管理需要全部完善[2]。公司級的智慧平臺需要具有良好的應用效果，并且足以構成電力網(wǎng)絡生態(tài)圈。應用智慧能源服務平臺，做好區(qū)域內資源統(tǒng)籌，將傳統(tǒng)企業(yè)以及新型企業(yè)全部規(guī)劃到同一戰(zhàn)線之下，建設光伏云網(wǎng)，合理應用終端邊緣計算等技術，發(fā)展、完善、應用新型電力供應鏈，進而建成電力企業(yè)為主，政府、居民協(xié)調統(tǒng)一的能源圈。

結論：綜上所述，本文論述的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)雖然目前建設仍然沒有完成，但是從其技術應用角度而言，可以為電力建設提供新的發(fā)展方向。其不僅僅會融合應用人工智能技術，還會涉及到云技術等，最終構成的是一個高質量、高穩(wěn)定、高效率的綜合系統(tǒng)，可以從根本上提升電力生產(chǎn)與運行安全性，推動我國電力事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參? 考? 文? 獻

[1]國網(wǎng)河北省電力有限公司副總經(jīng)理、石家莊供電公司總經(jīng)理 周愛國. 先行先試全面發(fā)力 打造泛在電力物聯(lián)網(wǎng)試驗田[N]. 國家電網(wǎng)報，2019-05-23（003）.

[2]周倜然.以數(shù)字化轉型推進“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略全面落地——訪國網(wǎng)湖南省電力有限公司董事、總經(jīng)理、黨委副書記李生權[J].中國電業(yè)，2019（04）：6-9.