徐喆

【摘 要】泛在物聯(lián)是指任何時間、任何地點、任何人、任何物之間的信息連接和交互。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是泛在物聯(lián)在電力行業(yè)的具體表現(xiàn)形式和應用落地；不僅是技術的創(chuàng)新，更是管理理念和管理思維的創(chuàng)新，對內重點是質效提升，對外重點是融通發(fā)展。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將電力用戶及其設備，電網(wǎng)企業(yè)及其設備，發(fā)電企業(yè)及其設備，供應商及其設備，電力客戶及其設備，以及人和物連接起來，產(chǎn)生共享數(shù)據(jù)，為用戶、電網(wǎng)、發(fā)電、供應商和政府社會服務；以電網(wǎng)為樞紐，發(fā)揮平臺和共享作用，為全行業(yè)和更多市場主體發(fā)展創(chuàng)造更大機遇，提供價值服務。

【關鍵詞】泛在電力物聯(lián)網(wǎng)；關鍵技術

1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的特點

1.1信息感知全面、組網(wǎng)快速靈活

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器可以十分方便地根據(jù)電力行業(yè)的具體應用需求部署在電力系統(tǒng)的各個角落或直接封裝于電力設備內部，實現(xiàn)無處不在的全面感知。隨著無線通信技術的不斷進步與發(fā)展，無線傳感設備甚至無須架設固定的網(wǎng)絡基礎設施即可進行靈活部署，并通過自組織協(xié)作的方式迅速建立通信連接、快速組網(wǎng)，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)中各個關鍵環(huán)節(jié)、部件及周圍環(huán)境狀態(tài)信息的實時感知、采集和處理。這對于涉及范圍廣泛、結構錯綜復雜的電力系統(tǒng)來說尤為重要。例如：將傳感器部署于處于惡劣環(huán)境、可進入性差的海上風電場中對風電機組進行狀態(tài)監(jiān)控，可以大幅度降低風電機組的故障率，提高風電場的經(jīng)濟效益。

1.2信息融合度高、通信方式靈活

電力系統(tǒng)的運行調度和運行監(jiān)控要求信息實時、準確、快速地傳遞，這需要通過有效的數(shù)據(jù)融合技術及靈活的通信方式才能實現(xiàn)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器在進行信息傳遞之前，可以對采集到的信息進行初步壓縮，以避免冗余數(shù)據(jù)傳遞帶來的信道擁塞和數(shù)據(jù)包丟失等問題，然后再將信息傳遞給網(wǎng)絡中的匯聚中心（也可稱網(wǎng)關或基站）進行進一步處理與融合，最后通過專用網(wǎng)絡等傳遞給用戶終端。同時，傳感與通信設備能夠以多跳的方式進行無線通信，通信網(wǎng)絡中包含多條通信鏈路。多跳的方式縮短了物聯(lián)網(wǎng)設備之間的通信距離，多條通信鏈路也增加了網(wǎng)絡通信的靈活性和容錯性。

1.3以數(shù)據(jù)為中心、面向具體服務

物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造了一種收集數(shù)據(jù)和利用數(shù)據(jù)的互動。應用于電力行業(yè)的成千上萬個物聯(lián)網(wǎng)設備會將電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)等信息均通過數(shù)據(jù)感知的形式體現(xiàn)出來，即生成大量數(shù)據(jù)（或稱為大數(shù)據(jù)），因此泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡。然而，大數(shù)據(jù)必須轉化為可操作的、智能的信息才能從中獲取價值。對數(shù)據(jù)的轉化和理解是一個將數(shù)據(jù)包含的意義附加到一個具體經(jīng)歷或服務上的過程。因此，電力行業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)必須針對具體的應用服務來對數(shù)據(jù)進行處理和應用。也正因為如此，物聯(lián)網(wǎng)設備在電源要求、外觀形狀和用戶界面設計等方面通常各有不同，根據(jù)特定應用服務設計或構建的物聯(lián)網(wǎng)設備往往只能專屬應用于該領域。例如，人們不能將為智能家居而制造的物聯(lián)網(wǎng)設備用于其他商業(yè)、工業(yè)或醫(yī)療領域。

1.4可擴展性強、智能化程度高

數(shù)據(jù)信息的采集與傳遞是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本功能，遠程抄表技術的日益普及和應用就是物聯(lián)網(wǎng)在電力行業(yè)中應用的一個很好的案例。除此之外，電力工作人員還可以根據(jù)應用需求靈活地增設視頻傳感器、聲音傳感器等來更加直觀地獲取電網(wǎng)的實時運行狀況，如智能變電站監(jiān)控等；與此同時，也可以通過加裝溫濕度傳感器、壓力傳感器等氣象類傳感器來獲得實時的環(huán)境信息，以及時應對突發(fā)的惡劣天氣狀況，如風電場狀態(tài)監(jiān)測等。因此，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)具有便于擴展、智能化程度高的特點。隨著信息技術的不斷進步，在未來的電力系統(tǒng)中，人們將可以利用統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)平臺來接入各業(yè)務板塊的智能物聯(lián)設備，通過制訂各類電力終端接入系統(tǒng)的統(tǒng)一信道、數(shù)據(jù)模型、接入方式，實現(xiàn)各類終端設備的即插即用，隨時隨地的獲取信息和享受服務。

2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術

2.1智能芯片

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，越來越多的計量、保護、變換、控制、監(jiān)測、用電等設備接入電力系統(tǒng)，各種電力設備的運行產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，目前多數(shù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設備仍然基于傳動的工業(yè)采集裝置，數(shù)據(jù)可靠性差，精度低，也使得終端設備的智能化程度低，而基于智能芯片的微型智能傳感及智能終端可以充分解決這一問題，其具備高精度、低功耗、微型化、智能計算的特點，一方面可以完成設備信息的采集、提取及傳遞；另一方面通過本地邊緣計算，實現(xiàn)終端智能化，完成本地自控，從而無需像傳統(tǒng)設備一樣只具備遙測搖信功能而不具備遙控功能。近年來，谷歌開發(fā)的EdgeTPU芯片、我國自主開發(fā)的芯片都具備海量數(shù)據(jù)處理與邊緣計算的能力，這些智能芯片的出現(xiàn)將快速促進終端的全息感知與智能化。

2.25G與與LPWA

海量電力數(shù)據(jù)的傳遞需要一體化的通信網(wǎng)絡。電力系統(tǒng)地域分布廣泛，往往涉及高山、森林、冰原等復雜環(huán)境，致使通信網(wǎng)絡難以覆蓋全部，現(xiàn)場數(shù)據(jù)難以傳輸?，F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)有2類主流技術：一類是工業(yè)以太網(wǎng)和電力載波為主的有線網(wǎng)絡技術，另一類是以5G和低功耗廣域網(wǎng)（LPMA）為主的無線網(wǎng)絡技術。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)分布廣，分散性強，部分不易供電，連接難，采集頻次低，傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡通信技術難以適用，因此以無線網(wǎng)絡為主的現(xiàn)代通信技術是實現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡通信的主要手段。5G被視為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎?；诓煌瑘鼍暗?G切片網(wǎng)絡通信技術被認為是解決電力系統(tǒng)全息感知、泛在連接的關鍵所在。

2.3物聯(lián)網(wǎng)平臺

隨著電力系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)接入一體化數(shù)據(jù)平臺，通過對大量數(shù)據(jù)的合理分析、深層挖掘，進而實現(xiàn)電力信息的有效利用。一體化數(shù)據(jù)平臺應當具備大數(shù)據(jù)處理和云端計算，以及實現(xiàn)風光預測、電力系統(tǒng)故障診斷等的人工智能能力。目前百度的“天工”智能物聯(lián)網(wǎng)平臺，移動OneNET物聯(lián)網(wǎng)平臺，阿里link物聯(lián)網(wǎng)平臺等一體化數(shù)據(jù)平臺相繼在生產(chǎn)實踐中展開應用。移動OneNET與“Hi”電展開合作，協(xié)助其解決“設備狀態(tài)檢測”、“設備位置監(jiān)管”、“設備信息管理”、“反向控制設備”等問題；阿里云于無錫鴻山打造首個物聯(lián)網(wǎng)小鎮(zhèn)，實現(xiàn)小鎮(zhèn)交通、環(huán)境、水務、能源等多個城市管理項目的在線運營。對于實現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)一體化平臺的搭建，必須結合“大數(shù)據(jù)+云計算+人工智能”的物聯(lián)網(wǎng)平臺。

3結語

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心，結合智能終端傳感器、通信網(wǎng)、人工智能、云平臺技術，構成的復雜多網(wǎng)流系統(tǒng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通過電力系統(tǒng)設備信息交互、人物信息交互，實現(xiàn)能源生產(chǎn)與消耗的實時平衡，保障電網(wǎng)的經(jīng)濟安全運行；另一方面也可以促進電力市場的開放，實現(xiàn)供需交易的快速響應，以及清晰明了的電網(wǎng)資產(chǎn)評估。泛在物聯(lián)技術與電力系統(tǒng)的結合，最終將會構建多方參與的能源生態(tài)體系。作為第三次能源革命的核心技術，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是未來能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

參考文獻：

[1]泛在電力物聯(lián)網(wǎng)引領未來[J].大眾用電，2019，34（04）：4.

[2]泛在電力物聯(lián)網(wǎng)緣何有魅力[J].河南電力，2019（04）：72-73.

（作者單位：國網(wǎng)太原供電公司）