電力物聯(lián)網(wǎng)的理念和發(fā)展趨勢(shì)

王喜越

（國(guó)網(wǎng)四平供電公司，吉林 四平 136000）

引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，在電力生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)、管理各環(huán)節(jié)，廣泛部署了具有一定感知能力、計(jì)算能力和執(zhí)行能力的智能傳感裝置，促進(jìn)電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行及企業(yè)管理全過(guò)程的全景全息感知、信息融合及智能管理與決策。智能傳感裝置在改善電力系統(tǒng)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施利用效率，為電網(wǎng)發(fā)、輸、變、配、用電等環(huán)節(jié)提供重要技術(shù)支撐的同時(shí)，也為電網(wǎng)的信息網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)極大地安全風(fēng)險(xiǎn)。為避免數(shù)量眾多的智能裝置帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)智能終端傳感裝置進(jìn)行身份認(rèn)證和識(shí)別，實(shí)現(xiàn)安全加密的數(shù)據(jù)傳輸，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中必須正視和解決的問(wèn)題。

一、物聯(lián)網(wǎng)的概念

（一）物聯(lián)網(wǎng)的定義

物聯(lián)網(wǎng)的概念由MIT的KevinAshton在1998年首次提及，他指出將RFID技術(shù)和其他傳感器技術(shù)應(yīng)用到日常物品中構(gòu)造一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)。緊接著的第二年由KevinAshton帶頭建立的Auto-IDcenter對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用進(jìn)行了更為清晰的描述：依靠全球RFID標(biāo)簽無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng)，使得從剃須刀到歐元紙幣再到汽車輪胎等數(shù)百萬(wàn)計(jì)的物品能夠被持續(xù)地跟蹤和審計(jì)。電力行業(yè)對(duì)“物聯(lián)網(wǎng)”的理解應(yīng)該是：物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、人員及所在環(huán)境識(shí)別、感知、互聯(lián)與控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)各種信息傳感設(shè)備與通信信息資源的（互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)甚至電力通信專網(wǎng)）結(jié)合，從而形成具有自我標(biāo)識(shí)、感知和智能處理的物理實(shí)體。實(shí)體之間的協(xié)同和互動(dòng)，使得有關(guān)物體相互感知和反饋控制，形成一個(gè)更加智能的電力生產(chǎn)、生活體系。

（二）物聯(lián)網(wǎng)的特征

物聯(lián)網(wǎng)作為通信、信息、傳感、自動(dòng)化等技術(shù)的融合，具有全面感知、可靠傳遞和智能處理的特征。全面感知就是讓物品會(huì)說(shuō)話，將物品信息進(jìn)行識(shí)別，利用RFID、傳感器、二維碼等能夠隨時(shí)隨地采集物體的動(dòng)態(tài)信息。并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸后臺(tái)，進(jìn)行信息共享和管理。可靠傳遞指信息通過(guò)現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行實(shí)時(shí)可靠傳輸。智能處理就是通過(guò)后臺(tái)的龐大系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行智能分析和管理。真正達(dá)到人與物的溝通、物與物的溝通。

二、物聯(lián)網(wǎng)的體系構(gòu)架

（一）感知層

感知層支撐電力物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，由感知設(shè)備、智能終端對(duì)電網(wǎng)環(huán)境、電力設(shè)備以及基礎(chǔ)設(shè)施等進(jìn)行感知，如部署在電氣設(shè)備、線路、電力環(huán)境等的傳感器、智能表計(jì)等。一般通過(guò)無(wú)線或有線通信方式實(shí)現(xiàn)對(duì)采集信息的傳輸，并由匯聚節(jié)點(diǎn)（Sink）進(jìn)行統(tǒng)一匯聚、分析、處理并上報(bào)，將最終的結(jié)果上報(bào)到服務(wù)端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及相關(guān)決策。

（二）網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)中各類測(cè)、感、調(diào)、信、控等采集的信息在感知層與應(yīng)用層（服務(wù)處理端）的傳輸，包括公網(wǎng)、電力專網(wǎng)、無(wú)線專網(wǎng)等。網(wǎng)絡(luò)層中，近距離采取有線或無(wú)線通信方式傳輸，遠(yuǎn)程通信采用光纖專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息傳輸。此外，為適應(yīng)智能終端和設(shè)備數(shù)量眾多以及部署環(huán)境的千差萬(wàn)別，可以采用無(wú)線公網(wǎng)、無(wú)線專網(wǎng)、衛(wèi)星通信等補(bǔ)充的通信方式。

（三）應(yīng)用層

應(yīng)用層即電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用、服務(wù)或控制中心，利用中間件技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)感知層采集的信息的集中存儲(chǔ)、分布式快速處理及深度挖掘，形成決策或決策依據(jù)，提供智能化服務(wù)或可視化展現(xiàn)。

三、電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向

（一）智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系

智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)是目前全球的兩個(gè)研究熱點(diǎn)。包括中國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家，這兩個(gè)熱點(diǎn)都已上升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度。這兩個(gè)研究熱點(diǎn)的提出均是當(dāng)今世界高速發(fā)展的必然結(jié)果。兩者在內(nèi)涵、特征、實(shí)現(xiàn)手段等方面有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。

1.上述兩網(wǎng)的提出具有相同的背景和驅(qū)動(dòng)力智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)并不是全新的概念，它們都是隨著業(yè)務(wù)需要和技術(shù)發(fā)展而逐步形成的。社會(huì)各界也開(kāi)始將發(fā)展智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)作為解決社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、能源等問(wèn)題的良藥。可以說(shuō)：智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的提出是人類社會(huì)發(fā)展的必然選擇，是應(yīng)用需求驅(qū)動(dòng)和技術(shù)發(fā)展驅(qū)動(dòng)共同作用的結(jié)果。需求方面：“兩網(wǎng)”都面臨著“高效低碳”、“節(jié)能減排”等環(huán)境問(wèn)題；“兩網(wǎng)”都有提高網(wǎng)絡(luò)可觀、可感、可控的要求。需要提高網(wǎng)絡(luò)的安全、可靠性和服務(wù)質(zhì)量；同時(shí)，“兩網(wǎng)”都要迎接來(lái)自市場(chǎng)的挑戰(zhàn)。需要不斷促進(jìn)市場(chǎng)的發(fā)展，不斷完善市場(chǎng)監(jiān)管，不斷鼓勵(lì)行業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展。技術(shù)方面：當(dāng)今世界新技術(shù)層出不窮、日新月異，通信技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)等技術(shù)都已經(jīng)達(dá)到了很高的水平。理論原理已經(jīng)非常成熟，相關(guān)設(shè)備制造水平不斷提高，大量的社會(huì)應(yīng)用積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。“融合”已經(jīng)成為今后技術(shù)發(fā)展的主流和趨勢(shì)。可以說(shuō)智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的提出已經(jīng)具備了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)“兩網(wǎng)”的建設(shè)更是技術(shù)發(fā)展的迫切要求。

2.兩網(wǎng)具有類似的內(nèi)涵和特征對(duì)比智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)，可以發(fā)現(xiàn)兩網(wǎng)在定義、內(nèi)涵和特征上具有很多相似之處。所以有專家稱：本質(zhì)上，智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)具有天然的內(nèi)在聯(lián)系。我國(guó)智能電網(wǎng)是要建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通信、信息和控制等技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的國(guó)際領(lǐng)先、自主創(chuàng)新、中國(guó)特色的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度6個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的要求，中國(guó)智能電網(wǎng)應(yīng)具備以下5方面的基本內(nèi)涵：堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開(kāi)放、友好互動(dòng)。其特征是信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化。

結(jié)語(yǔ)

本文闡述的電力安全工器具系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念先進(jìn)，在滿足國(guó)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)前提下，解決了現(xiàn)有系統(tǒng)的多種問(wèn)題，具有智能、遠(yuǎn)程可控、標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)，通過(guò)電動(dòng)密集架倉(cāng)儲(chǔ)、智能環(huán)境調(diào)控、智能檢驗(yàn)/烘干平臺(tái)、RFID出入庫(kù)監(jiān)測(cè)、門禁與實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、移動(dòng)終端管理等技術(shù)創(chuàng)新，使得工器具使用更加規(guī)范、高效和安全。