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

焦玉新

摘 ?要：作為新一代電力系統(tǒng)，電力物聯(lián)網(wǎng)匯集了許多現(xiàn)代化、智能化信息通信新技術(shù)，其不僅可以保障電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且可以與各個(gè)消費(fèi)、電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行不間斷的連接，提升電力經(jīng)營(yíng)管理質(zhì)量的同時(shí)，進(jìn)一步提升電力企業(yè)的客戶服務(wù)質(zhì)量，對(duì)促進(jìn)電力企業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)有著里程碑式的意義?；诖?，為了進(jìn)一步推動(dòng)電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，文章將對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用前景進(jìn)行詳細(xì)分析，以供借鑒與學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：電力物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵;技術(shù);應(yīng)用;前景

中圖分類號(hào)：TM76 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）32-0146-02

Abstract： As a new generation of power system， the power Internet of things brings together many modern and intelligent information and communication technologies， which can not only ensure the stability of power grid operation， but can also connect with various consumption and power production links uninterruptedly， while improving the quality of power operation and management and further improving the customer service quality of power enterprises， which is of landmark significance to promote the development， transformation and upgrading of power enterprises. Based on this， in order to further promote the development of the power Internet of things， this paper will analyze its key technologies and application prospects in detail for reference and learning.

Keywords： power Internet of things; key; technology; application; prospect

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，為了迎合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，我國(guó)逐步加大了電力基礎(chǔ)設(shè)施的投資，電網(wǎng)規(guī)模以及發(fā)電裝機(jī)容量不斷擴(kuò)大，并且隨著分布式新能源的大量涌現(xiàn)，對(duì)電網(wǎng)管理工作也因此提出了新的要求。為了使電網(wǎng)更加趨于智能化、數(shù)字化，提升電力企業(yè)的管理水平，則需要電力企業(yè)以現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建出更加符合未來(lái)發(fā)展要求的電力物聯(lián)網(wǎng)，以電力物聯(lián)網(wǎng)為支撐，解決電網(wǎng)面臨的發(fā)展問(wèn)題，突破電網(wǎng)發(fā)展瓶頸，使之成為加快電力企業(yè)的不竭動(dòng)能，為我國(guó)國(guó)家能源體系高質(zhì)量構(gòu)建奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 電力物聯(lián)網(wǎng)的基本概念與特點(diǎn)

1.1 電力物聯(lián)網(wǎng)的概念

所謂電力物聯(lián)網(wǎng)，指的是一種現(xiàn)代化的智慧服務(wù)系統(tǒng)，其以高科技含量的信息通信技術(shù)為基礎(chǔ)，將電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行連接，從而具備萬(wàn)物互聯(lián)、人機(jī)交互等功能，并可自主地感知電網(wǎng)運(yùn)行的基本情況，及時(shí)、高效地完成信息處理工作，由此構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)便可稱之為電力物聯(lián)網(wǎng)。在電力企業(yè)中，電力物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)相輔相成，兩者一同融合發(fā)展，并且可使電網(wǎng)管理工作更加智能化與多元化。通過(guò)將智能電網(wǎng)與電力物聯(lián)網(wǎng)完美地融合，可以為能源互聯(lián)網(wǎng)的建立提供實(shí)現(xiàn)的可能。

1.2 電力物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

（1）全面感知信息，加強(qiáng)組網(wǎng)效率。通過(guò)構(gòu)建電力物聯(lián)網(wǎng)，其可全面地獲悉各類信息，使信息的感知更加全面、詳實(shí)。此外，從組網(wǎng)效率來(lái)看，電力物聯(lián)網(wǎng)可以快速、靈活地完成組網(wǎng)工作，提升組網(wǎng)效率與質(zhì)量。在各類傳感器的幫助下，電力物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)周邊環(huán)境中的各類信息進(jìn)行快速的采集與處理，降低電力系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)?？傊?，由于電力系統(tǒng)十分龐大，并且各個(gè)環(huán)節(jié)的構(gòu)建較為復(fù)雜，所以借助電力物聯(lián)網(wǎng)的全面感知功能，有助于提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與效率。（2）加強(qiáng)信息融合，提升通信速度。在傳感器的幫助下，電力物聯(lián)網(wǎng)具備對(duì)信息進(jìn)行初步壓縮的能力，從而解決長(zhǎng)期以來(lái)的冗余數(shù)據(jù)量十分龐大的問(wèn)題。同時(shí)也不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)包丟失問(wèn)題，提升信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。此外，在電力物聯(lián)網(wǎng)中，傳感器可以將信息由基站最終傳輸至用戶終端，并且通信設(shè)備可以與傳感器進(jìn)行無(wú)線通信，極大地提升通信便捷性的同時(shí)，也可使通信速度較比以往有著大幅度的提高。（3）拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自愈性突出。由復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成的電力物聯(lián)網(wǎng)，其自愈性十分突出。其中，為了將傳感器的作用發(fā)揮出來(lái)，必須要對(duì)傳感器的性能以及質(zhì)量有著嚴(yán)格的要求，并且為了提升傳感器適應(yīng)環(huán)境的能力，還應(yīng)通過(guò)設(shè)置復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，提升電力物聯(lián)網(wǎng)的自愈能力，確保傳感器的作用與功能可以發(fā)揮出來(lái)。傳感器的切換也會(huì)更加迅速，有助于降低組網(wǎng)成本，提升電力物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控質(zhì)量。

2 探析電力物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 智能芯片技術(shù)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，無(wú)時(shí)無(wú)刻地會(huì)產(chǎn)生大量的信息，如果使用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式，不僅數(shù)據(jù)的采集精度達(dá)不到要求，而且也存在較大的誤差，可靠性難以保證，對(duì)電力系統(tǒng)今后發(fā)展勢(shì)必會(huì)起到制約作用。因此，為了使電力系統(tǒng)中的計(jì)量、變換、控制以及監(jiān)測(cè)功能得以快速實(shí)現(xiàn)，需要不斷提升數(shù)據(jù)采集能力，提升數(shù)據(jù)信息采集的準(zhǔn)確性，而智能芯片技術(shù)便成為了實(shí)現(xiàn)上述目的的關(guān)鍵。作為一種現(xiàn)代化微型智能傳感設(shè)備，智能芯片不僅信息數(shù)據(jù)采集精度高，而且能耗更低、體積更小、存儲(chǔ)容量更大，并且也更加智能化，有助于提升數(shù)據(jù)信息的采集與傳輸效率，為終端智能化自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)提供幫助作用。隨著我國(guó)智能芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)在智能芯片領(lǐng)域取得了十分喜人的成績(jī)，對(duì)促進(jìn)電力物聯(lián)網(wǎng)智能化發(fā)展起到了推動(dòng)作用。

2.2 5G、LPWA技術(shù)

我國(guó)擁有廣袤的國(guó)土面積，為了滿足各個(gè)地區(qū)的用電需求，我國(guó)電力系統(tǒng)的分布也因此十分廣泛。在較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中，電力系統(tǒng)在其中的應(yīng)用同樣十分重要，但是由此會(huì)提升電力數(shù)據(jù)的傳輸難度。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸工作中，主要存在兩種形式，即：以太網(wǎng)、電力載波有線網(wǎng)絡(luò)與5G、LPWA低功率廣域網(wǎng)。由于電力系統(tǒng)中產(chǎn)生的運(yùn)行數(shù)據(jù)十分龐大，并且數(shù)據(jù)具有一定分散性，加之在復(fù)雜環(huán)境下供電十分困難，網(wǎng)絡(luò)連接緩慢，所以傳統(tǒng)以太網(wǎng)與電力載波有線網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用過(guò)程中存在許多限制，無(wú)法滿足信息共享需求。隨著我國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)在5G技術(shù)與LPWA低功率廣域網(wǎng)技術(shù)中取得了傲人的成績(jī)，將上述兩種通信技術(shù)應(yīng)用在電力物聯(lián)網(wǎng)中，不僅可提升數(shù)據(jù)的采集效率，而且也可滿足信息傳遞共享需求，所以也因此成為了推動(dòng)電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于電力物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，5G技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵基石，并且在5G技術(shù)的幫助下，為海量信息數(shù)據(jù)的采集與傳輸提供了技術(shù)保障。LPWA技術(shù)屬于一種智能芯片技術(shù)，在LPWA技術(shù)的幫助下，使高清視頻傳輸、電路狀態(tài)監(jiān)控以及無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程巡檢等業(yè)務(wù)的開(kāi)展提供了可能。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)

借助物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)，可將信息化平臺(tái)在電力系統(tǒng)中搭建起來(lái)，使得海量的數(shù)據(jù)信息可以在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中進(jìn)行分析與處理，將有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息提取出來(lái)并進(jìn)行利用。作為一種基礎(chǔ)信息平臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)具備一體化數(shù)據(jù)信息處理的能力，使數(shù)據(jù)信息可以得到智能化處理，例如，在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)便可實(shí)現(xiàn)故障信息數(shù)據(jù)的收集與處理，從而實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)診斷，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性?，F(xiàn)階段，許多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開(kāi)始加大了對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)的投入力度，許多物聯(lián)網(wǎng)一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)在市場(chǎng)中不斷涌現(xiàn)，為電力物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)提供了積極的技術(shù)支撐與保障。

3 電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景

3.1 提升數(shù)據(jù)分析水平

對(duì)于電力數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，其來(lái)源渠道比較復(fù)雜，并且有著海量的數(shù)據(jù)，如果使用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方法，將會(huì)極大地提升數(shù)據(jù)分析難度，數(shù)據(jù)分析效率也無(wú)法滿足電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求。因此，在電力物聯(lián)網(wǎng)的幫助下，借用其智能化水平比較高這一特點(diǎn)，數(shù)據(jù)信息采集不僅會(huì)更加精準(zhǔn)，而且數(shù)據(jù)分析水平也會(huì)大幅度地提升，數(shù)據(jù)信息的分析也會(huì)更具時(shí)效性，滿足電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求。

3.2 保證電網(wǎng)的運(yùn)行安全

電力物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，不僅可解決電網(wǎng)架構(gòu)不合理問(wèn)題，而且也可使電網(wǎng)調(diào)節(jié)更加均衡，提升電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性。隨著風(fēng)能、太陽(yáng)能等新型能源的應(yīng)用，電力系統(tǒng)需要分析與監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)更多，所以為了可以實(shí)現(xiàn)科學(xué)的能源調(diào)控，加大能源監(jiān)控工作的力度，則要在電力物聯(lián)網(wǎng)的幫助下，對(duì)電力系統(tǒng)、用電線路進(jìn)行科學(xué)的調(diào)節(jié)，使電網(wǎng)可以始終保持在監(jiān)測(cè)與控制狀態(tài)，從而保證電網(wǎng)可以更加安全、可靠地運(yùn)行。

3.3 實(shí)現(xiàn)清潔能源的有效消納

現(xiàn)階段，在我國(guó)能源體系中，風(fēng)能、太陽(yáng)能的應(yīng)用還處于起步階段。此外，由于我國(guó)地理分布的限制，導(dǎo)致風(fēng)能、太陽(yáng)能的利用率還比較低。所以，為了解決上述問(wèn)題，可以在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助下，將分散的新興能源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，通過(guò)構(gòu)建虛擬電廠將新能源進(jìn)行整合，從而形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模式，為今后電能開(kāi)發(fā)提供決策基礎(chǔ)?？傊娏ξ锫?lián)網(wǎng)的構(gòu)建，可以實(shí)現(xiàn)均勻分配能源的同時(shí)，提升新能源的利用效率，加大環(huán)保、清潔能源的利用比重，對(duì)推動(dòng)我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著積極意義。

3.4 提升電網(wǎng)資產(chǎn)管理水平

我國(guó)擁有世界上最大的能源交易市場(chǎng)，每年能源交易總額均呈現(xiàn)不斷上升的態(tài)勢(shì)。但是，將傳統(tǒng)電能交易量與新型能源交易量進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，新型能源交易量所占比重仍然比較小。因此，為了打破這種局面，需要在電力物聯(lián)網(wǎng)的幫助下，使電力市場(chǎng)的開(kāi)放更加深入，從而推動(dòng)電力系統(tǒng)更加健康發(fā)展。在電網(wǎng)規(guī)模不斷提升的今天，為了使電力資產(chǎn)的整合與分配效果滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展要求，除了要提升管理工作的水平外，還應(yīng)加大設(shè)備檢查力度，快速地發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)存在的問(wèn)題。因此，通過(guò)構(gòu)建起現(xiàn)代化電力物聯(lián)網(wǎng)，其可實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與巡查，快速地發(fā)現(xiàn)與解決問(wèn)題，使電力物聯(lián)網(wǎng)的配置狀態(tài)達(dá)到最優(yōu)。

3.5 健全智慧能源服務(wù)平臺(tái)

以電力物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)構(gòu)建智慧能源平臺(tái)，加大用戶與電力企業(yè)連接緊密性的同時(shí)，也可提升用戶與電力企業(yè)的交互效果，提升電力企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量。此外，通過(guò)電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻等形式，為用戶們提供更加人性化服務(wù)。利用互聯(lián)網(wǎng)、光伏云網(wǎng)、終端邊緣計(jì)算機(jī)技術(shù)，提供電網(wǎng)服務(wù)以外的諸多新型服務(wù)。從而構(gòu)建出完善統(tǒng)一的智慧能源服務(wù)平臺(tái)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，我國(guó)用電需求不斷提升，所以電力企業(yè)需要積極借助現(xiàn)代化技術(shù)，構(gòu)建起滿足電力系統(tǒng)今后發(fā)展需要的電力物聯(lián)網(wǎng)，并加大對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)中關(guān)鍵技術(shù)的研究力度，使電網(wǎng)可以安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展也可起到十分重要的推動(dòng)作用。

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