泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

【摘 要】泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，是充分利用先進(jìn)的、智能化的“大云物移智”等信息通信新技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)互聯(lián)、人機(jī)交互、狀態(tài)全面感知、信息高效處理，與新一代電力系統(tǒng)深度融合和相互滲透，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)與消費(fèi)各環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)在線連接，將現(xiàn)有的電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝А⒏踩?、更可靠、更具彈性和可持續(xù)性的智能網(wǎng)絡(luò)化電力能源系統(tǒng)。因此，本文對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用前景等方面做了簡要的分析。

【關(guān)鍵詞】泛在電力物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵技術(shù)

一、引言

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展及能源需求的日益增長，能源供應(yīng)的壓力不斷增大。同時(shí)，大量煤炭、石油等非清潔能源的使用所帶來的環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重。因此，未來的電力系統(tǒng)必然將為可持續(xù)的全球經(jīng)濟(jì)增長提供高滲透率的清潔分布式能源。大量分布式能源的不斷接入給電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全管理提出了前所未有的挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正處于應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的最前沿，它可以通過泛在的感知技術(shù)賦予電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的靈活感知、實(shí)時(shí)通信、智能控制和可靠的信息安全等能力，不斷提升電網(wǎng)運(yùn)行控制和調(diào)度的智能化水平，持續(xù)深入提高各種類型能源之間的互動(dòng)能力，從而使電網(wǎng)從單純的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)向智能能源信息一體化基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)展，將現(xiàn)有的電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝?、更安全、更可靠、更具彈性和可持續(xù)性的智能網(wǎng)絡(luò)化電力能源系統(tǒng)。

二、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念及特點(diǎn)

（一）泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是指充分應(yīng)用“大云物移智”等現(xiàn)代化信息通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，具有狀態(tài)全面感知，信息高效處理，應(yīng)用更加靈活等特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是電網(wǎng)公司具有智慧化、多元化、生態(tài)化特征的“第二張網(wǎng)”，與電網(wǎng)公司堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)相輔相成、融合發(fā)展，二者協(xié)同并進(jìn)形成強(qiáng)大平臺構(gòu)成能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流“三流合一”的能源互聯(lián)網(wǎng)。

（二）泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)具有全息感知、泛在連接、開放共享、融合創(chuàng)新的特點(diǎn)。全息感知是指電網(wǎng)各環(huán)節(jié)設(shè)備與用戶狀態(tài)的全面感知和業(yè)務(wù)全面穿透。泛在連接是指實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備、用戶及數(shù)據(jù)的全時(shí)空泛在連接。開放共享是指電網(wǎng)數(shù)據(jù)價(jià)值的共享融通，為能源行業(yè)和市場主體發(fā)展創(chuàng)造共享平臺。融合創(chuàng)新是指泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)深度融合，生產(chǎn)者和消費(fèi)者共同參與電網(wǎng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新，支撐電網(wǎng)公司創(chuàng)造更高水平價(jià)值。

三、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）新型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的設(shè)計(jì)與研發(fā)

實(shí)現(xiàn)信息感知是構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的首要任務(wù)，這需要將各種傳感設(shè)備部署于各個(gè)目標(biāo)區(qū)域以對不同的人或物進(jìn)行實(shí)時(shí)感知。由于電力系統(tǒng)的規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此需要部署成千上萬個(gè)傳感設(shè)備。這就要求進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)傳感設(shè)備的簡單化、低成本、低功耗和高度集成化，同時(shí)應(yīng)當(dāng)封裝無線通信功能以減少布線等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的部署，以大幅度降低電力物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的成本和難度，便于實(shí)現(xiàn)眾多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與電力系統(tǒng)的無縫集成。由于有些傳感器甚至直接置于電力設(shè)備內(nèi)部，因此還需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)傳感設(shè)備的小型化、微型化，以及需要考慮電磁兼容技術(shù)等。目前，一些新型傳感器的設(shè)計(jì)和研發(fā)可為電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供很多有益的參考，如：仿生學(xué)傳感器、納米材料傳感器、生物芯片等。

（二）大數(shù)據(jù)分析

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需加快構(gòu)建能源大數(shù)據(jù)分析平臺，利用數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)建模、模擬仿真、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析等技術(shù)，推動(dòng)大數(shù)據(jù)在能源領(lǐng)域的深化應(yīng)用，提升大數(shù)據(jù)技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、數(shù)據(jù)融合能力，有效輔助政府決策和促進(jìn)行業(yè)協(xié)同發(fā)展。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的大力推進(jìn)，能源管理將以能源互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以電能為支撐，綜合冷、熱、電、熱水等多種分布式能源，構(gòu)建“源-網(wǎng)-荷”互動(dòng)的區(qū)域型能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的需求迫切，能源大數(shù)據(jù)分析平臺的構(gòu)建可推動(dòng)數(shù)據(jù)共享融通，實(shí)現(xiàn)能源協(xié)調(diào)控制和綜合能效管理，促進(jìn)能源行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

四、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用前景

（一）保障電網(wǎng)安全運(yùn)行

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展可有效解決現(xiàn)階段我國的電力存在能源分布不平衡、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理、調(diào)節(jié)能力差等問題。一方面，利用數(shù)據(jù)共享和大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)手段，依托運(yùn)檢智能分析決策系統(tǒng)，推動(dòng)電網(wǎng)運(yùn)維檢修高度數(shù)據(jù)化和智能化，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測、主動(dòng)預(yù)警、智能巡查、優(yōu)化控制及高效管理。另一方面，對風(fēng)能、太陽能、負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，建立電力能源統(tǒng)一調(diào)控系統(tǒng)，提高電網(wǎng)靈活性和調(diào)節(jié)能力。此外，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)物ID深化應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)、采購、建設(shè)、運(yùn)行等全環(huán)節(jié)、上下游信息貫通，提高精益化管理水平，保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

（二）智能化物聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)

建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)就是要保證電力大數(shù)據(jù)治理水平的持續(xù)提升，實(shí)現(xiàn)電力大數(shù)據(jù)共享與開放過程中的安全管控;實(shí)現(xiàn)面向行業(yè)內(nèi)外的跨領(lǐng)域智能分析應(yīng)用水平的提升;實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用組件與分析探索成果的開放與共享。因此，物聯(lián)管理中心應(yīng)當(dāng)以“云霧協(xié)同”為架構(gòu)，提高數(shù)據(jù)融通和高效處理能力;掌握圖數(shù)據(jù)庫和圖計(jì)算核心技術(shù)，研發(fā)高可靠的電網(wǎng)圖數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)和高性能的電網(wǎng)拓?fù)浞治鱿到y(tǒng);通過圖計(jì)算、時(shí)序數(shù)據(jù)處理和知識圖譜構(gòu)建技術(shù)，解決現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)能力不足和數(shù)據(jù)割裂問題，實(shí)現(xiàn)用戶資產(chǎn)管理鏈條的全景可視化，支撐公司輕量化資產(chǎn)管理與系統(tǒng)運(yùn)行;最終實(shí)現(xiàn)“一平臺、一系統(tǒng)、多場景、微應(yīng)用”。

五、結(jié)語

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，其最終目的是為了實(shí)現(xiàn)建設(shè)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的目標(biāo)追求。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)任重道遠(yuǎn)，需要突破智能化終端、通信網(wǎng)優(yōu)化、大數(shù)據(jù)分析等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)及重點(diǎn)任務(wù)。能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成，需要堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)“兩網(wǎng)”的深入融合，因此泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)不可或缺。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，利用“大云物移智”技術(shù)，促進(jìn)能源的多元化、清潔化、綜合化發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)用能、運(yùn)維成本不斷降低，更好地滿足用戶對多種用能的需求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊東升，王道浩，周博文，等.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用前景[J].發(fā)電技術(shù)，2019（2）.

[2]傅質(zhì)馨，李瀟逸，袁越.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)探討[J].電力建設(shè)，2019，40（5）：1-12.

[3]林靜，林柏.電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].通訊世界，2017.

[4]江秀臣，劉亞東，傅曉飛，等輸配電設(shè)備泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)思路與發(fā)展趨勢[J].高電壓技術(shù)，2019（5）.

作者簡介：蘇銘晗（1998-），男，漢族，吉林省延邊朝鮮族自治州人，大連東軟信息學(xué)院計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，研究方向：人工智能。