電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用前景分析

馬敏

摘要：目前，電力工業(yè)發(fā)展迅速，其典型特征是電力物聯(lián)網(wǎng)的形成。物聯(lián)網(wǎng)成功地將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入電力系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，使電力系統(tǒng)更加智能化、現(xiàn)代化。

關(guān)鍵詞：電力物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵技術(shù);應(yīng)用前景;分析

導(dǎo)言：無(wú)所不在的力量物聯(lián)網(wǎng)作為一種新的技術(shù)手段出現(xiàn)在人們的視野中。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是以完備的電子信息技術(shù)為基礎(chǔ)，依托云、移動(dòng)智能等網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，能夠與現(xiàn)代電力系統(tǒng)充分集成和應(yīng)用，等電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)與居民消費(fèi)環(huán)節(jié)相銜接，在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)用戶用電服務(wù)的一站式管理，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供更先進(jìn)、實(shí)用、綠色的電力能源，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展和進(jìn)步。此外，無(wú)處不在的電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以推動(dòng)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)朝著更先進(jìn)、更現(xiàn)代化的方向發(fā)展，是我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)工作創(chuàng)新和改革的里程碑。

1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)等多種手段構(gòu)建的電力網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)。無(wú)所不在的電力物聯(lián)網(wǎng)具有感知全面、處理高效、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。目前，建設(shè)我國(guó)無(wú)所不在的電力物聯(lián)網(wǎng)的目的是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)公司的智慧化、多元化和便捷化。無(wú)處不在的電力物聯(lián)網(wǎng)（IOT）是除了真正的電網(wǎng)之外的另一個(gè)電網(wǎng)。它可以動(dòng)態(tài)地結(jié)合電力公司的電網(wǎng)運(yùn)行情況，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)與電網(wǎng)進(jìn)行分析、科學(xué)整合，構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)信息平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)上，可以有效協(xié)調(diào)電力企業(yè)電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的融合，形成“能量流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流”三流的能源互聯(lián)網(wǎng)，方便電網(wǎng)管理和電力資源配置。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)作為電力信息系統(tǒng)，具有互聯(lián)網(wǎng)自身的特點(diǎn)。通過(guò)“全息感知、泛在連接、開(kāi)放共享、集成創(chuàng)新”的優(yōu)勢(shì)，全面捕捉電網(wǎng)各方面設(shè)備運(yùn)行情況，貫穿電力系統(tǒng)各項(xiàng)業(yè)務(wù)。緊密連接“電網(wǎng)設(shè)備、電力資源配置和用戶需求”，確?；ヂ?lián)網(wǎng)連接多個(gè)系統(tǒng)，滿足不同用戶的電力資源需求。電力物聯(lián)網(wǎng)具有開(kāi)放的、共享的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，以互聯(lián)網(wǎng)的形式傳輸有價(jià)值的電力數(shù)據(jù)信息，為能源工業(yè)和電力市場(chǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略打下基礎(chǔ)，促進(jìn)電力領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展?？梢哉f(shuō)，無(wú)處不在的電力物聯(lián)網(wǎng)是電力企業(yè)和用戶共同參與的項(xiàng)目，也是電力領(lǐng)域發(fā)展創(chuàng)新的一大壯舉。

2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

2.1全面感知信息，實(shí)現(xiàn)迅速組網(wǎng)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)（IOT）不僅能夠全面感知信息，而且能夠?qū)崿F(xiàn)便捷靈活的快速聯(lián)網(wǎng)。在無(wú)處不在的電力物聯(lián)網(wǎng)中，傳感器能夠及時(shí)響應(yīng)需求，實(shí)現(xiàn)感知。通常無(wú)線傳感器設(shè)備都是部署的，不需要固定的設(shè)施，就可以快速組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)通信，采集和處理周圍環(huán)境和系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息。由于電力系統(tǒng)的復(fù)雜性，無(wú)處不在的電力物聯(lián)網(wǎng)需要充分感知信息。

2.2加強(qiáng)信息融合，方便通信

電力物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)處不在的傳感器可以對(duì)信息進(jìn)行初步壓縮，避免數(shù)據(jù)冗余，防止數(shù)據(jù)包丟失，保證信道暢通。傳感器可以將信息傳送到網(wǎng)絡(luò)管理或基站，然后將處理后的信息傳送到用戶終端。傳感器和通信設(shè)備可以進(jìn)行無(wú)線通信，而且通信非常方便。有了多個(gè)通信鏈路的支持，網(wǎng)絡(luò)通信將更加方便。

2.3拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自愈性良好

電力物聯(lián)網(wǎng)具有復(fù)雜的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的自愈能力。電力物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)處不在的傳感器需要充分發(fā)揮作用，這就需要隨時(shí)部署新的設(shè)備，或者對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)整。為了節(jié)約成本和降低能耗，需要隨時(shí)切換傳感器的狀態(tài)。有些傳感器會(huì)受到環(huán)境的影響，或者存在質(zhì)量問(wèn)題，如果不能發(fā)揮作用，就必須更換或撤換，這會(huì)使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。因此，無(wú)處不在的電力物聯(lián)網(wǎng)必須適應(yīng)這種頻繁的變化，具有很強(qiáng)的自愈能力，才能不影響其正常功能。同時(shí)，電力系統(tǒng)對(duì)傳感設(shè)備有著非常嚴(yán)格的要求。要保證傳感設(shè)備具有良好的自組織水平，以免影響監(jiān)控功能的性能。

3泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中主要有三個(gè)方面需要注意：電力網(wǎng)絡(luò)智能化終端、通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中所具備的大數(shù)據(jù)分析能力這三個(gè)方面：

3.1電網(wǎng)智能終端的建造

目前，在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電力智能終端的大規(guī)模應(yīng)用包括智能電表、輸變電監(jiān)測(cè)裝置、區(qū)域自動(dòng)配電裝置、區(qū)域自動(dòng)電力調(diào)度裝置。然而，在智能終端的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，存在終端標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況，很容易造成電源運(yùn)行的差異。這就要求電力企業(yè)在更新硬件時(shí)要拿出完整的智能終端規(guī)范，統(tǒng)一管理和應(yīng)用電網(wǎng)中使用的智能終端，方便電力企業(yè)在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中更直觀地收集相關(guān)數(shù)據(jù)：首先，要詳細(xì)規(guī)范智能終端的連接和解除協(xié)議及數(shù)據(jù)格式，在智能終端中應(yīng)用高精度的計(jì)算機(jī)芯片，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能終端設(shè)備的規(guī)?；?，促進(jìn)電網(wǎng)智能終端系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化和完善。此外，還要?jiǎng)?chuàng)新強(qiáng)跨專業(yè)數(shù)據(jù)采集和多終端服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)智能終端采集數(shù)據(jù)的跨專業(yè)使用，進(jìn)一步提高智能終端建設(shè)的質(zhì)量和效率。

3.2通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的建設(shè)是現(xiàn)階段泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)之一

在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員需要調(diào)查不同地區(qū)的電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求，計(jì)算出通信網(wǎng)絡(luò)中使用的光纖數(shù)量和光纖覆蓋面積，能夠有效解決電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，但在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，我國(guó)相關(guān)無(wú)線專用網(wǎng)的技術(shù)和建設(shè)都比較落后，無(wú)法為無(wú)所不在的電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供相應(yīng)的技術(shù)支持。在這種情況下，無(wú)所不在的電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)無(wú)法正常進(jìn)行。

3.3進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的完善

在實(shí)際的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，要對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提出高可靠性、全方位、多應(yīng)用、集中化的要求。一是完善和優(yōu)化省級(jí)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上開(kāi)展OTN雙機(jī)建設(shè)工作，進(jìn)一步加強(qiáng)省際互聯(lián)互通，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)地形互聯(lián)互通。進(jìn)一步完善主網(wǎng)光纜架設(shè)，主要針對(duì)骨干段無(wú)冗余光纜。進(jìn)一步擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)傳輸容量，提高相關(guān)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)的質(zhì)量、水平和完善程度，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)通信系統(tǒng)的合理架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)通信的靈活性，進(jìn)一步提高電網(wǎng)的信息承載能力，為以后電網(wǎng)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)設(shè)備的回收利用，降低了相關(guān)設(shè)備的使用成本。此外，還需要對(duì)縣級(jí)通信系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，解決縣級(jí)之間通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋率低、寬帶低的問(wèn)題，能夠滿足電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要求，而網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改善可以進(jìn)一步推動(dòng)無(wú)所不在的電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。

3.4打造智能服務(wù)平臺(tái)

智能能源服務(wù)平臺(tái)為用戶提供了一個(gè)互動(dòng)交流的平臺(tái)。

在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，借助合理的商業(yè)模式，可以采取一些激勵(lì)措施，不斷吸引大量用戶加入智能服務(wù)平臺(tái)，同時(shí)鼓勵(lì)用戶與電力管理部門(mén)進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，從而提供更好的服務(wù)，拓寬渠道。

此外，通過(guò)利用光伏、電動(dòng)汽車等新能源數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，可以對(duì)新能源進(jìn)行有效管理并納入管理服務(wù)范圍。

3.5提升電網(wǎng)資產(chǎn)管理水平

近年來(lái)，我國(guó)電力交易數(shù)據(jù)報(bào)告發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)電力交易量較高，而新能源交易量較少。電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展可以促進(jìn)電力市場(chǎng)的發(fā)展，完善電力市場(chǎng)的布局，促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展和完善。一方面可以穩(wěn)定電力物聯(lián)網(wǎng)，另一方面可以促進(jìn)我國(guó)電力體制的完善。

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展，電力資產(chǎn)的有效整合和配置需要對(duì)資產(chǎn)的全過(guò)程進(jìn)行有效的精益管理。對(duì)電子數(shù)據(jù)和設(shè)備進(jìn)行有效分析，實(shí)現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)的高效運(yùn)行，不僅可以實(shí)現(xiàn)電力資源采購(gòu)、規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的全方位運(yùn)行和評(píng)估，同時(shí)實(shí)現(xiàn)一體化發(fā)展，確保電力物聯(lián)網(wǎng)整體優(yōu)化配置。

結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力物聯(lián)網(wǎng)正逐步走向更加現(xiàn)代化、智能化的方向，這進(jìn)一步促進(jìn)了整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。因此，電力企業(yè)應(yīng)掌握電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，落實(shí)電力物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行模式，將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的各個(gè)方面。

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