信息通信技術(shù)支撐泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

金辰

摘要：隨著社會現(xiàn)代化進(jìn)程的逐步提高及我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，為滿足社會大眾的用電需求量，我國電網(wǎng)設(shè)備不斷完善，現(xiàn)階段我國已成為世界上第一大電力生產(chǎn)國與使用國，而電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展關(guān)乎我國電網(wǎng)系統(tǒng)的走勢與發(fā)展。電力物聯(lián)網(wǎng)是一種依靠信息通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電力設(shè)備信息采集技術(shù)等建立起來的，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)與傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)管理技術(shù)相結(jié)合，逐步為電網(wǎng)系統(tǒng)化、高智能發(fā)展奠定基礎(chǔ)，因此，電力互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展與實際應(yīng)用是十分重要的研究課題。

關(guān)鍵詞：信息通信技術(shù);電力;物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

1 泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1.1 泛在網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模型

泛在網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)可以分為感知延伸層、網(wǎng)格層及應(yīng)用層。

1.2 泛在網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)方式

泛在網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)了用戶對于終端系統(tǒng)的需求。要想實現(xiàn)泛在網(wǎng)絡(luò)的功能，必須依靠RFID（無線射頻識別）、語義感知、人機(jī)交互及自主安全防護(hù)等技術(shù)。

1.3 泛在物聯(lián)網(wǎng)對于電力系統(tǒng)建設(shè)方面的重要性

首先，泛在物聯(lián)網(wǎng)能對電能源的生產(chǎn)、輸送及消耗等環(huán)節(jié)進(jìn)行整體把控，促進(jìn)電力系統(tǒng)體制內(nèi)外相關(guān)建設(shè)方面的配合，提高數(shù)據(jù)資源共享的開放水準(zhǔn)，創(chuàng)新發(fā)展模式，構(gòu)建電力行業(yè)發(fā)展的新生態(tài)。其次，電網(wǎng)在能源的匯合、輸送及轉(zhuǎn)化的過程中已經(jīng)成為橋梁，促進(jìn)各類物理能源和化學(xué)能源的轉(zhuǎn)化。優(yōu)化我國能源的結(jié)構(gòu)類型，可以降低電力系統(tǒng)傳輸中的能耗。電網(wǎng)可以進(jìn)行信息與電能之間的切換，使其成為一個綜合性的服務(wù)平臺，體現(xiàn)了電力網(wǎng)建設(shè)具有的獨特優(yōu)勢。最后，為了實現(xiàn)能量、信息和業(yè)務(wù)的融合，需要深化電力物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的融合，兩者最后統(tǒng)一于能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。因此，構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。利用信息技術(shù)對電力的生產(chǎn)、運輸進(jìn)行全面感知，了解電力的消耗情況，對各項業(yè)務(wù)做好監(jiān)視，實現(xiàn)信息技術(shù)對電力物聯(lián)網(wǎng)的支撐。用數(shù)字化、信息化的技術(shù)構(gòu)建功能全面的電力物聯(lián)網(wǎng)，為我國的現(xiàn)代化生產(chǎn)和人們的衣食住行提供新型、環(huán)保、綠色的能源服務(wù)。

2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在新時期國家電網(wǎng)建設(shè)中占有重要的地位，通過先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)實現(xiàn)電力系統(tǒng)與各個事物的緊密配合，實現(xiàn)電力業(yè)務(wù)的全面開展。

3 信息通信技術(shù)支撐泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的方式

3.1 感知技術(shù)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的整體把控以及相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取，都是在動態(tài)或靜態(tài)的數(shù)據(jù)感知分析基礎(chǔ)上完成的。電力系統(tǒng)的數(shù)量及運行狀態(tài)多而復(fù)雜，因此對感知技術(shù)及傳感器的性能提出了很高要求。為了感知電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的準(zhǔn)確性、精細(xì)性及全面性，需要利用先進(jìn)的傳感理論，研發(fā)新的傳感技術(shù)，提高性能的穩(wěn)定性與可靠性，為電力系統(tǒng)的控制與協(xié)調(diào)提供數(shù)據(jù)支撐。此外，新型的微型傳感器具有損耗低和適應(yīng)性高的特性，能適應(yīng)電力系統(tǒng)中特殊的應(yīng)用場合。為了解決物聯(lián)網(wǎng)終端越來越小規(guī)?；?、功能單一化的問題，需要通過物聯(lián)代理及邊緣計算等先進(jìn)的智能技術(shù)完成終端與終端之間的分工與協(xié)作。

3.2 泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

為了解決過程中的問題，可以采用先進(jìn)的科技技術(shù)實現(xiàn)電力設(shè)施及傳感器的全面覆蓋。首先是實現(xiàn)空天地新型通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)必須實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與通信模式的結(jié)合，也就是實現(xiàn)多協(xié)議與通信方式的協(xié)同，從而實現(xiàn)空天地通信與信息的融合，完善泛在電力物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)存的問題。衛(wèi)星通信是泛在電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵因素，需開發(fā)空天地新型通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，促進(jìn)電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)采集、輸送及資源共享的實現(xiàn)。其次是5G通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)的應(yīng)用。5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是實現(xiàn)客戶零距離接合電力設(shè)施的技術(shù)保障。實現(xiàn)支持超高清的圖像輸送的5G技術(shù)，將滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在各類全景式的業(yè)務(wù)下的應(yīng)用。最后，低功耗無線接入及自組網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用將滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一低功耗無線接入技術(shù)的需求，降低泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與其他系統(tǒng)在兼容拓展以及交換方面存在的不足，提高物聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)以及安裝售后方面的效益水平。

3.3 安全密碼防護(hù)技術(shù)

為了滿足新型的電網(wǎng)需求，新型的安全防護(hù)技術(shù)體系將通過先進(jìn)的密碼技術(shù)與全景式的安全保護(hù)機(jī)制來實現(xiàn)。首先新型密碼技術(shù)將對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在客戶識別、數(shù)據(jù)防盜以及輸送傳遞等方面進(jìn)行調(diào)整與升級，確保其安全性。通過制定應(yīng)用技術(shù)、接口與通信協(xié)議的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)安全保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化，避免不法接入、不法互聯(lián)以及數(shù)據(jù)的盜取與更改行為的發(fā)生。其次為了滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)全景式安全防護(hù)制度的需求，可通過互信互聯(lián)、交互安全及智能防御等方面的技術(shù)革新來實現(xiàn)。關(guān)于互信互聯(lián)，可以采用輕量級的身份識別制度來實現(xiàn);針對交互安全，可結(jié)合先進(jìn)的數(shù)據(jù)防泄漏技術(shù)，在特殊的場合加強防護(hù)與安全的審計力度，提高交互的安全性。最后，在智能防護(hù)上，進(jìn)行主動全方面感知，對潛在隱患進(jìn)行分析、自動分警報以及配合處理，并形成各種智能預(yù)案，實現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的安全性。

3.4 數(shù)據(jù)采集與智能化運用

通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對數(shù)據(jù)的潛在價值進(jìn)行深度挖掘，在確保電力系統(tǒng)實現(xiàn)成本支出的最小化，降低建設(shè)過程中風(fēng)險指數(shù)的基礎(chǔ)上，強化了對客戶體驗的重視程度。首先是數(shù)據(jù)信息實景化。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通過大數(shù)據(jù)、人工智能等方式發(fā)掘數(shù)據(jù)的價值，并進(jìn)行數(shù)據(jù)情景化，強化以客戶為中心的服務(wù)宗旨，促進(jìn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展。其次是為了滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的需要，同時也為客戶提供優(yōu)質(zhì)的電能服務(wù)。除了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可見性，還要增強虛擬數(shù)據(jù)在過程中的應(yīng)用。通過增強現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)了電力設(shè)施的數(shù)字化顯示，同時也提高了專業(yè)人員的專業(yè)技能。虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)電力部門作業(yè)可視化控制及智能巡更的應(yīng)用，減輕了電網(wǎng)工作人員的工作量，提升了電網(wǎng)建設(shè)的速率與效率。

3.5 打造智能服務(wù)平臺

智能能源服務(wù)平臺，為用戶提供了互動交流的平臺。

電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中可以借助合理的商業(yè)模式，采取一定的激勵措施，不斷吸引大量的用戶加入智能服務(wù)平臺，同時激勵用戶和電力管理部門進(jìn)行實時互動，以為其提供更加優(yōu)質(zhì)服務(wù)拓寬渠道。

另外，通過對光伏、電動汽車等新能源的使用數(shù)據(jù)監(jiān)測，可以有效地對新能源進(jìn)行管理并納入到管理服務(wù)的范圍。

3.6 實現(xiàn)清潔能源的有效消納

目前，雖然我國大力開發(fā)和利用新能源，但是我國的風(fēng)能和太陽能等的利用率還較低，尤其是在我國地理分別的限制下，風(fēng)能和光能并不能得到很好地利用。但是，如果能夠進(jìn)一步完善電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，就能夠借助人工智能技術(shù)，對風(fēng)能和光伏等進(jìn)行有效地越策，并且結(jié)合目前的能源條件，實現(xiàn)新能源的有效整合，甚至建立起虛擬電廠。然后通過基礎(chǔ)的供電效果，可以形成一定的數(shù)據(jù)模式，對于后期的電力數(shù)據(jù)資源利用以及電能的開發(fā)都有著極大的參考價值。

此外，針對難以操作的電力環(huán)節(jié)，可以借助電子設(shè)備和其身份認(rèn)證技術(shù)等，進(jìn)行在線控制，進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)的人機(jī)交互能力，提升工作效率和工作質(zhì)量。

總體來說，電力物聯(lián)網(wǎng)的利用，既可以實現(xiàn)新能源的合理利用，對能源進(jìn)行均勻分配，又能實現(xiàn)清潔能源的有效配置，有效促進(jìn)我國新能源的發(fā)展。

4 結(jié)論

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在我國尚處于起步階段，唯有通過打造全產(chǎn)業(yè)融合的產(chǎn)品體系，形成具有頗有競爭力的信息通信技術(shù)整體改進(jìn)解決方案，方可支撐泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需求。

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