泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)探討

瞿君

摘? 要：在我國，國家電網(wǎng)有限公司也提出了打造泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想，預(yù)期通過物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)讓電力系統(tǒng)變得更加靈活，提高整體系統(tǒng)的感知度，從而提升電力系統(tǒng)在控制、調(diào)度方面的智能水平。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);電力系統(tǒng);關(guān)鍵型技術(shù)

中圖分類號：TP391? ? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）29-0157-02

Abstract： In China， the State Grid Co.， Ltd. has also put forward the idea of building a ubiquitous power Internet of things， which is expected to make the power system more flexible and improve the awareness of the whole system through the technology of the Internet of things， so as to improve the intelligent level of power system in control and dispatching.

Keywords： Internet of things; power system; key technology

引言

作為可持續(xù)發(fā)展的電力系統(tǒng)，在未來必將為世界經(jīng)濟的增長提供更具有滲透率的清潔分布式能源。而且關(guān)于電力系統(tǒng)在經(jīng)濟層面的運行與安全管理，也因為大量分布式能源的持續(xù)接入而面臨著巨大的挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為新時代中蓬勃發(fā)展的核心科技，正處于勇敢應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的技術(shù)前沿，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠通過泛在的感知技術(shù)，為電力系統(tǒng)帶來更為靈活的動態(tài)感知、實時通信、智能控制以及信息安全等等功能型技術(shù)，也能夠不斷的提高電力系統(tǒng)在運行過程中的智能控制與智能調(diào)度的能力，讓不同類型的能源實現(xiàn)更有效的互動，從而將電力系統(tǒng)從一個單純的電力傳輸媒介，轉(zhuǎn)化成具有智能化的信息一體化的基礎(chǔ)設(shè)備。在未來，通過泛在感知技術(shù)，我們的電力系統(tǒng)將變得更加安全、更加可靠、更加具有可持續(xù)性。

1 關(guān)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概論與理論

1.1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)定義

所謂的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，通俗來講，就是任何物之間都可以通過任何人、任何時間、任何地點來進行信息互聯(lián)與交互。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域中，電力用戶、電力設(shè)備、相關(guān)的電網(wǎng)企業(yè)及其設(shè)備，還有發(fā)電企業(yè)、發(fā)電設(shè)備、電力供應(yīng)商、供應(yīng)設(shè)備、以及人與物之間都可以進行相互之間的信息互聯(lián)與交互。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)其實就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的專業(yè)應(yīng)用，換言之，也就是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，因此其技術(shù)的本質(zhì)就是實現(xiàn)了多種多樣信息傳感設(shè)備與通信類資源的一種共享，并且通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠讓具備物理概念的實體，擁有自我標識、動態(tài)感知以及智能處理信息的能力。

而擁有了能夠讓物理實體之間相互感知以及反饋控制的能力之后，就可以形成更加具有智能化的電力生產(chǎn)系統(tǒng)，也能夠在未來讓我們的生活更具體系化。

1.2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)特征

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是搭建在電網(wǎng)實體以及通信技術(shù)之上的，它所實現(xiàn)的是物理實體之間的互聯(lián)、打破時空界限的信息互聯(lián)以及在商業(yè)的資源互聯(lián)。因此，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的特點主要是：具備了全息感知的能力;可以進行泛在的連接;實物之間的資源信息彼此都是開放共享的;能夠?qū)⒉煌I(lǐng)域的技術(shù)進行融合創(chuàng)新。而這些技術(shù)相互作用，彼此合作，最終將搭建出一個穩(wěn)定的智慧型綜合能源服務(wù)平臺，這對電力市場的開拓、電力系統(tǒng)的技術(shù)改革都將起到極大的推動作用。而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)也擁有著特有的數(shù)據(jù)平臺標準，正是這些數(shù)據(jù)標準在潛移默化中規(guī)范著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，如表1所示：

2 關(guān)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中所涉及到的關(guān)鍵性技術(shù)

智能電網(wǎng)是泛在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展基礎(chǔ)，而智能電網(wǎng)的核心就是構(gòu)建出一個具備了智能判斷以及擁有自我適應(yīng)調(diào)節(jié)的多種能源、分布式管理的綜合網(wǎng)路系統(tǒng)。該系統(tǒng)的技術(shù)本質(zhì)就是實現(xiàn)不同能源之間的替代以及兼容。

而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的融合，讓其應(yīng)用范圍得到了極大的擴展，在諸多的能源開發(fā)層面都能提供技術(shù)性的幫助。如圖1所示。

通過這些應(yīng)用，海量的電力信息在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中變得更加的可靠、更加高效。從技術(shù)層面而言，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)主要包含了四大要素，分別為：（1）對海量的電力數(shù)據(jù)進行采集與終端智能化;（2）對海量的電力數(shù)據(jù)進行相應(yīng)

的傳輸;（3）將海量的電力數(shù)據(jù)進行一體化的管理與智能

分析;（4）將電力信息進行綜合的應(yīng)用。而這些核心要素對應(yīng)的關(guān)鍵型技術(shù)就是我們在日常生活也會有所接觸的智能芯片、現(xiàn)代的通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)。下面，本文將針對智能芯片進行詳細的說明：

2.1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之智能芯片

在電力系統(tǒng)發(fā)展的進程中，計量、變換、保護、控制、監(jiān)測以及用電等設(shè)備在被不斷的接入到電力系統(tǒng)中，而這些不同的設(shè)備在運行過程中產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，而在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的專業(yè)領(lǐng)域中，有些設(shè)備仍舊是基于傳統(tǒng)的工業(yè)采集裝置，故而無法很好的保障其數(shù)據(jù)的安全性，而采集到的數(shù)據(jù)也存在精度較低的問題，這也使得終端的設(shè)備無法很好的實現(xiàn)智能化。而針對這一問題，目前可以借助于智能芯片技術(shù)中的微型智能傳感以及智能化終端來解決，智能芯片所具備的高精度、低能耗、微型化以及智能運算的功能將對設(shè)備的信息進行完整的采集提取以及傳輸，而智能芯片也能夠通過本地的邊緣運算技術(shù)來對終端設(shè)備進行智能化，從而達到本地化的自我控制。這樣一來，就徹底打破了傳統(tǒng)設(shè)備具備遙測功能而不具備遙控能力的尷尬局面。

在當代科技中，谷歌所研發(fā)的Edge TPU芯片以及我國中科院所研發(fā)的“寒武紀”芯片都可以進行海量的數(shù)據(jù)處理，以及邊緣計算，而這意味著智能芯片不斷的推進終端設(shè)備的全息動態(tài)感知以及智能化功能。

2.2 關(guān)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的創(chuàng)新與研發(fā)

對于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)而言，首要任務(wù)就是將信息感知功能有效的發(fā)揮出來，換言之，就是需要將不同的傳感設(shè)備部署在不同的目標區(qū)域中，對不同的人或者實物進行對應(yīng)的實時感知。但是因為電力系統(tǒng)本身的規(guī)模實在是過于的龐大，且結(jié)構(gòu)也十分的復(fù)雜，因此需要部署的傳感設(shè)備數(shù)量就比較多。基于這樣的情況，就需要將傳感設(shè)備進行簡化，而且關(guān)于傳感設(shè)備的成本也需要進一步的控制，盡可能的降低其功能上的消耗以及高度的集中化，同時要充分利用無線通信功能，以此來減少線路之類的基礎(chǔ)網(wǎng)路架構(gòu)的部署需求量。只有這樣，才能夠有效的控制電力系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)在構(gòu)建階段的成本與困難，從而實現(xiàn)諸多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與電力系統(tǒng)之間的無縫銜接集成。

而且，基于一些特定的應(yīng)用場景，某些傳感器還需要實現(xiàn)小型化、微型化，以便能夠直接放置在電力設(shè)備的內(nèi)部，甚至在技術(shù)層面，這些傳感器還需要考慮到電磁兼容等等。因此，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是需要結(jié)合實際應(yīng)用來進行深層次的技術(shù)創(chuàng)新與改良的。

3 結(jié)束語

在我國大力提倡發(fā)展泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的背景下，本文只是對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概論以及關(guān)鍵性技術(shù)進行了簡要的說明，對于該技術(shù)的應(yīng)用層還有許多內(nèi)容未能進行詳細的分析。但是在我國，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展無疑是備受關(guān)注的，一直以來，我國在能源類互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向都追求“堅強”與“智能”并重，二者之間也一直都是相互促進的，因此，在未來，我國的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)之間勢必會形成融合發(fā)展的局面，而它們之間的融合也必將形成較為強大的價值平臺，同時也為更多新科技的發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件，相信在不久的將來，我國一定能夠搭建出一個能源、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)三體合一的智能化能源網(wǎng)絡(luò)平臺。

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