泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術(shù)與應用前景

黃江偉

摘要：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是指在電力系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)自動搜集海量的運行數(shù)據(jù)信息，并且各個環(huán)節(jié)之間是能夠相互聯(lián)系的，這使得電力分析系統(tǒng)能夠根據(jù)海量數(shù)據(jù)信息分析，及時發(fā)現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的異常之處或是根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進行自動化操作，從而確保整個電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定運行。本文主要闡述了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的特點，分析了凡在物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術(shù)，以及泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用前景。

關鍵詞：電力物聯(lián)網(wǎng);關鍵技術(shù);應用前景

隨著當前全球范圍內(nèi)能源問題以及環(huán)境問題的出現(xiàn)，我國傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運行模式受到了較大的挑戰(zhàn)，為了實現(xiàn)我國電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，減少電力系統(tǒng)對能源問題和環(huán)境問題所造成的影響，當前我國正努力發(fā)展清潔能源發(fā)電，并將清潔能源所發(fā)電力通過分布式方式接入電網(wǎng)，而在這一分布式能源發(fā)展過程中，要想實現(xiàn)對分布式能源實現(xiàn)較好的管理和應用就需要發(fā)展和應用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)對分布式能源的統(tǒng)一管理。

一、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的特點

（一）全面感知信息，實現(xiàn)迅速組網(wǎng)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在應用過程中，電力系統(tǒng)的每一環(huán)節(jié)都將安裝傳感器對相關電力系統(tǒng)裝置的運行狀態(tài)進行感應，并通過無線傳輸技術(shù)進行組網(wǎng)，將各個傳感器所搜集到的信息匯總分析，實現(xiàn)對復雜的電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的運行狀況進行實時分析和了解，并根據(jù)相關信息分析結(jié)果進行精準的電力系統(tǒng)操作。

（二）加強信息融合，方便通信

由于我國電力系統(tǒng)非常龐大，在運行泛在電力物聯(lián)網(wǎng)運行的過程中，傳感器將搜集海量的電力系統(tǒng)運行信息，而這對于信息傳輸無疑是一個巨大的考驗，因此為了防止相關信息丟失，首先在傳感器搜集信息后需要對信息進行初步的壓縮，只有這樣才能夠減少冗余信息，減少信息在傳輸過程中的丟包現(xiàn)象，使傳感器所搜集到的有效信息能夠順利傳輸?shù)浇K端分析系統(tǒng)中，除此之外還需要增加多個信息傳輸通道，確保信息傳輸?shù)耐ǔ３潭群托畔鬏數(shù)男省?/p>

（三）拓撲網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜，自愈性良好

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在使用過程中為了能夠全方位地搜集電力系統(tǒng)運行過程中的信息需要使用拓撲網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，然而在拓撲網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)本身較為復雜，一旦每個電力設備的傳感器出現(xiàn)問題需要更換、修理，那么就需要花費較大的成本對相關傳感器進行修理，而這會導致拓撲網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變得更加復雜，為了解決這一問題，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)就必須具有較強的自愈能力和適應性，能夠適應傳感器在更換和維修過程中的變化，只有這樣泛在電力物聯(lián)網(wǎng)才能夠切實發(fā)揮其全方位監(jiān)管電力系統(tǒng)的功能。

二、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術(shù)

（一）優(yōu)化傳感器功能，改進物聯(lián)網(wǎng)設計

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)想要發(fā)揮出較為理想的效果和功能需要使用足夠數(shù)量的傳感器以及無線通信系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)，由此可見，傳感器是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的基礎，但需要注意的是，大量的傳感器在長期使用的過程中需要耗費較多的電量，為了減少傳感器系統(tǒng)對電量的消耗需要采取以下措施：一方面，在傳感器分布的過程中，需要優(yōu)化傳感器的局部方案，使物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)與電力系統(tǒng)融為一體;另一方面，需要加強對傳感器技術(shù)的進一步研發(fā)，盡量縮小傳感器的尺寸以及傳感器在使用過程中的功率，減少傳感器的使用能耗。除此之外，還需要根據(jù)電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的不同工作運行狀態(tài)對傳感器進行針對性的研發(fā)和設計，從而使提升不同電力工作環(huán)境下傳感器的工作效率，提升我國泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的整體水平。

（二）一體化數(shù)據(jù)平臺

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在使用的過程中除了需要加強對電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的運行數(shù)據(jù)信息進行全面的搜集之外，還需要加強對所搜集到的信息進行全方位的分析，從而確保能夠及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)中隱藏的信息，例如：電力系統(tǒng)整體的運行狀態(tài)信息，電力系統(tǒng)運行過程中的故障信息，以及各個設備運行的狀態(tài)信息，只有這樣才能夠使電力系統(tǒng)處于可控狀態(tài)，使電力物聯(lián)網(wǎng)切實發(fā)揮其監(jiān)測功能，并使管理人員能夠根據(jù)相關監(jiān)測信息對整個電力系統(tǒng)進行高效管理。

（三）5G 與 LPWA

我國電力系統(tǒng)分布非常廣泛，這對于物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸能力提出了較大的挑戰(zhàn)，在傳輸電力系統(tǒng)信息的過程中如果僅僅使用傳統(tǒng)的以太網(wǎng)進行傳輸，那么存在信息傳輸速度、傳輸量、傳輸范圍等諸多方面的限制，為了解決這一問題，在物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸過程中，還需要應用5G通信技術(shù)以及LPWA技術(shù)進行信息傳輸補充從而克服傳統(tǒng)信息傳輸方式存在的不足。

三、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用前景

（一）實現(xiàn)對清潔能源的利用

在我國傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)運行過程中，火電等非清潔能源發(fā)電占據(jù)了主要部分，而隨著我國對節(jié)能減排的重視，我國越來越重視使用清潔能源進行發(fā)電，然而在清潔能源分布的范圍較為廣泛，如果使用人工方式進行管理則效率非常低，且管理難度非常大，而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，能夠?qū)Ψ植紡V泛的清潔能源發(fā)電進行遠程監(jiān)控和管理，從而大大提升清潔能源發(fā)電管理的效率和便捷性，因此電力物聯(lián)網(wǎng)對于推動我國清潔能源利用具有重大幫助。

（二）優(yōu)化電力系統(tǒng)功能

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用一方面能夠增強電力系統(tǒng)的供電能力，通過電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用能夠準確預測風能和太陽能等清潔能源，并幫助監(jiān)測和利用這些清潔能源發(fā)電，增強電力系統(tǒng)電能供應;另一方面，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用還能夠優(yōu)化電力系統(tǒng)的配送，通過物聯(lián)網(wǎng)能夠及時監(jiān)測到整個電力系統(tǒng)的配送和運輸情況，并據(jù)此構(gòu)建智能配電管理系統(tǒng)，對配網(wǎng)進行實時監(jiān)測，及時監(jiān)測故障，并對故障進行處理。

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