500KV變電站泛在電力物聯網應用技術研究

范力萊

【摘 ?要】現階段，隨著我國科技不斷進步，我國的電力行業也得到了很大程度的發展。泛在電力物聯網，是充分利用先進的、智能化的“大云物移智”等信息通信新技術，與新一代電力系統深度融合和相互滲透，實現電力生產與消費各環節實時在線連接，全面承載并貫通電網生產運行、企業經營管理和對外客戶服務等業務，支撐我國能源互聯網高效、經濟、安全運行的重要基礎。建設泛在電力物聯網是電網公司由傳統電網企業向綜合能源服務商轉型，具有里程碑意義的重大變革。

【關鍵詞】500KV變電站;泛在電力物聯網;應用技術

引言

伴隨電網規模的不斷擴大，發電裝機容量的持續增加以及分布式新能源的大量涌現，電網的連接主體日益增多并成為能源革命的中心環節和能源輸送和轉換利用的樞紐，對其靈活調節能力和智能化、數字化發展提出了新的更高要求。建設泛在電力物聯網是解決電網技術問題、突破電網發展瓶頸的有效途徑，是電網公司的全面創新和深刻變革，泛在電力物聯網將帶動電網企業產業鏈上下游協同創新發展，引領國家能源互聯網高質量建設。

1關于泛在電力物聯網的概論與理論

1.1泛在電力物聯網的相關定義

所謂的泛在電力物聯網，通俗來講，就是任何物之間都可以通過任何人、任何時間、任何地點來進行信息互聯與交互。在泛在電力物聯網的領域中，電力用戶、電力設備、相關的電網企業及其設備，還有發電企業、發電設備、電力供應商、供應設備、以及人與物之間都可以進行相互之間的信息互聯與交互。泛在電力物聯網其實就是物聯網技術在電力系統中的專業應用，換言之，也就是將物聯網技術應用到電力系統中，因此其技術的本質就是實現了多種多樣信息傳感設備與通信類資源的一種共享，并且通過泛在電力物聯網技術能夠讓具備物理概念的實體，擁有自我標識、動態感知以及智能處理信息的能力。而擁有了能夠讓物理實體之間相互感知以及反饋控制的能力之后，就可以形成更加具有智能化的電力生產系統，也能夠在未來讓我們的生活更具體系化。

1.2泛在電力物聯網的基礎特征

泛在電力物聯網是搭建在電網實體以及通信技術之上的，它所實現的是物理實體之間的互聯、打破時空界限的信息互聯以及在商業的資源互聯。因此，泛在電力物聯網的特點主要是：具備了全息感知的能力;可以進行泛在的連接;實物之間的資源信息彼此都是開放共享的;能夠將不同領域的技術進行融合創新。而這些技術相互作用，彼此合作，最終將搭建出一個穩定的智慧型綜合能源服務平臺，這對電力市場的開拓、電力系統的技術改革都將起到極大的推動作用。

1.3泛在電力物聯網技術的架構

泛在電力物聯網技術的架構可以分為感知層、網絡層、平臺層及應用層，不同服務層承擔著相應的服務內容。實際操作過程中，感知層主要負責采集電力相關的基礎信息，如發電站、電力中轉站及變電站等平臺上傳的電力相關數據信息。借助網絡層對數據信息進行傳輸，每次傳輸間隔應保持在1～10ms。平臺層接受到數據信息后，借助大數據技術和專家系統對數據進行整理，構建不同類型數據的總集合U，U={U1，U2，U3，U4…Un}，n=1，2，3，4…n。集合中各元素代表不同類型數據，完成整理的數據按照分類要求歸屬總集合，成為對應集合的子集，借此提升數據信息的整理效率。應用層主要屬于系統的執行層，針對不同服務需求匹配對應服務內容，提高問題的處理速度。

2泛在電力物聯網應用技術

2.1智能芯片技術

在電力系統發展的進程中，計量、變換、保護、控制、監測以及用電等設備在被不斷的接入到電力系統中，而這些不同的設備在運行過程中產生了大量的數據，而在現場數據采集的專業領域中，有些設備仍舊是基于傳統的工業采集裝置，故而無法很好的保障其數據的安全性，而采集到的數據也存在精度較低的問題，這也使得終端的設備無法很好的實現智能化。而針對這一問題，目前可以借助于智能芯片技術中的微型智能傳感以及智能化終端來解決，智能芯片所具備的高精度、低能耗、微型化以及智能運算的功能將對設備的信息進行完整的采集提取以及傳輸，而智能芯片也能夠通過本地的邊緣運算技術來對終端設備進行智能化，從而達到本地化的自我控制。這樣一來，就徹底打破了傳統設備具備遙測功能而不具備遙控能力的尷尬局面。在當代科技中，谷歌所研發的EdgeTPU芯片以及我國中科院所研發的“寒武紀”芯片都可以進行海量的數據處理，以及邊緣計算，而這意味著智能芯片不斷的推進終端設備的全息動態感知以及智能化功能。

2.25G網絡技術

數據總量的增加，對數據傳輸速度和完整度有了新的要求。因此，進行海量電力信息數據傳輸時，需要借助更優質的通信網絡。5G網絡是4G網絡的延伸，具有速率高、能源消耗低等優點。同時，該技術對區域的適用性較強，包括高山、森林、草原及丘陵等環境，都能夠進行數據信息的快速傳輸，提高數據信息傳遞的時效性。現階段，5G網絡技術根據線路使用特征，可以將其分為以太網與電力載波為核心的有線網絡技術和5G網絡與低功耗廣域網（簡稱LPMA）為核心的無線網絡技術。前者主要應用于周圍磁場干擾較高的工作區域，借此實現數據信息的快速傳遞。后者是目前重點推廣的網絡傳輸技術，具備分布范圍廣、集散性強等優點，受空間限制較低，是實現泛在電力物聯網網絡通信的重要依靠。

2.3通信技術

究其本質，泛在電力物聯網是整合了繁復電力設施、海量用戶的物聯網，所以，在其運行過程中要依靠集實時性、雙向性、高速性為一體的通信體系，來維系泛在電力物聯網的正常運行，惟有具備全面化、穩固性、高速發達的通信體系，方可以有效確保泛在電力物聯網各環節工作有序、關聯性地高速遠轉開來，不具備一個完善穩固的通信體系便不能將泛在電力物聯網所獨具特色的優勢凸顯出來。如同電網那般，日后這一通信體系也會逐漸融入到各家各戶里面，供電網絡同通信網絡也必然會整合于一個完整體，這一通信體系的構建，有助于強化供電網絡供電的穩固性及資產使用效率，并對電網加以有效防范，以防其遭受各類內外界因素的不良攻擊，強化電網的牢靠性。而在這方面，又要依靠兩項關鍵技術為撐持：其一全面開放的通信架構，是保障通信技術順利實施的前提，維系通信的暢達性，并以其有序性、可執行性等特點，大大強化了電網內不同元件間的信息交互品質，其二要有一個整體性的技術標準，以達成系統同各應用間的有效銜接，換而言之，也即不同元件間的通信內容可以為其余一些元件全部獲取，這里需強調，銜接的有效性同技術標準的密切相關，所以要想強化銜接的有效性，便應在技術標準開發和擬定方面投入更多精力。

結束語

本文結合500KV變電站泛在電力物聯網系統的試點建設經驗，探索研究了泛在電力物聯網在變電站的技術應用，為泛在電力物聯網在變電站中實際應用提供了參考、借鑒。

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