淺談電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)

任永峰 董菲菲 白楊

國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司物資分公司 內(nèi)蒙古呼和浩特 010000

隨著在線監(jiān)測、模式識別、計算機信息處理技術(shù)等的發(fā)展，電氣設(shè)備從現(xiàn)行的計劃檢修(TBM)向狀態(tài)檢修(CBM)轉(zhuǎn)變，已成為必然趨勢，因此，本文將著重討論傳感器技術(shù)特別是氣敏傳感器在變壓器油色譜監(jiān)測中起到的監(jiān)測及故障診斷作用。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的需求

在萬物互聯(lián)的場景下，機器通信、大規(guī)模通信、關(guān)鍵任務(wù)的通信對網(wǎng)絡(luò)的速度、穩(wěn)定性、延時等提出了更高的要求，自動駕駛儀、AR、VR、觸覺互聯(lián)網(wǎng)等新的應(yīng)用迫切需要5G，面對未來，人們對移動互聯(lián)網(wǎng)AP的需求和超大流量的事物互連的應(yīng)用程序數(shù)量是巨大的。現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)性能不能滿足這些需求。供需差距將推動現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)不斷升級，最終推動5G時代的到來。5G發(fā)展將是物聯(lián)網(wǎng)的主要推動力，業(yè)界認為5G是為所有事物的互聯(lián)而設(shè)計的。到2021年，280億移動設(shè)備將相互連接，其中包括160億物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。未來十年，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的服務(wù)對象將延伸到各行各業(yè)的用戶。M2M終端的數(shù)量將大幅增加，應(yīng)用將無處不在。從需求層面看，物聯(lián)網(wǎng)首先滿足識別和信息讀取的需求，其次通過網(wǎng)絡(luò)傳輸和共享這些信息，然后是互聯(lián)網(wǎng)對象增長帶來的系統(tǒng)管理和信息數(shù)據(jù)分析。最后，改變了企業(yè)的經(jīng)營模式和人們的生活模式，實現(xiàn)了萬物的互聯(lián)[1]。未來物聯(lián)網(wǎng)市場將向細分、差異化、定制化方向轉(zhuǎn)變，未來增長有可能超過預(yù)期。如果到2020年，物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)量達到500億，那么這可能只是一個起點，未來物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)量將接近10萬億。

2 電力物聯(lián)網(wǎng)的新科技和新技術(shù)

2.1 量測

參數(shù)測量是功能強大的物聯(lián)網(wǎng)最重要的技術(shù)，允許使用先進的參數(shù)檢測技術(shù)準(zhǔn)確地跟蹤和轉(zhuǎn)換從電力系統(tǒng)的任何部分到控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。收到數(shù)據(jù)以確定整個能源系統(tǒng)的運行狀態(tài)和能源系統(tǒng)的健康狀況。參數(shù)測量創(chuàng)建了系統(tǒng)不可或缺的核心操作，用于評估網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的健康狀況和網(wǎng)絡(luò)完整性，確保系統(tǒng)運行控制，智能配電，智能補償，防止電力盜竊。

2.2 通信

強大的物聯(lián)網(wǎng)是各種電力設(shè)備和用戶的物聯(lián)網(wǎng)組合。因此，需要實時集成的高速雙向通信系統(tǒng)來確保高性能物聯(lián)網(wǎng)的有效運行。只有可靠，穩(wěn)定，高效的通信系統(tǒng)才能確保強大的物聯(lián)網(wǎng)所有部分的規(guī)律，高效運行。如果沒有可靠穩(wěn)定的通信系統(tǒng)，就無法表達從傳統(tǒng)電網(wǎng)獲得強大物聯(lián)網(wǎng)的好處。與電網(wǎng)一樣，通信系統(tǒng)將在未來將繼續(xù)滲透到數(shù)千戶家庭。電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)集成在一起，這種通信系統(tǒng)可以在抵抗電網(wǎng)的同時提高電源的可靠性和電力系統(tǒng)的資源的使用，同時還可以抵抗外部環(huán)境的攻擊和各種內(nèi)部因素，從而提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。

2.3 設(shè)備

為了確保物聯(lián)網(wǎng)的力量能夠最大化傳輸和分配系統(tǒng)的性能，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)該利用先進的設(shè)備技術(shù)。未來的超導(dǎo)，儲能，材料以及微電子將在設(shè)備選擇的方向上增強能源互聯(lián)網(wǎng)，以提高電力系統(tǒng)中的電源可靠性，功率密度和發(fā)電效率。未來，強大的物聯(lián)網(wǎng)，高容量存儲技術(shù)，超導(dǎo)技術(shù)和電力電子技術(shù)是需要推廣和應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。例如，智能電源和設(shè)備用于將能量存儲被引入到分配系統(tǒng)，以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，并促進分散式電源，以提高傳輸?shù)目煽啃院湍茉聪到y(tǒng)的通過設(shè)備的引入和修改的能力。

2.4 控制

所謂的控制是指在“物聯(lián)網(wǎng)”中采用各種觀察，分析和診斷預(yù)測，以采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣頊p少硬件設(shè)備和算法。通過這樣的方法，可以容易地管理和配置整個電力系統(tǒng)的系統(tǒng)，并且可以控制設(shè)備在整個供電過程中傳輸和分配電力和用戶電力。未來的控制系統(tǒng)將引入適當(dāng)?shù)膶＜曳治龉δ?，用于診斷和錯誤分析。作為分析功能的一部分，此功能可以在發(fā)生錯誤時執(zhí)行自動控制操作。以這種方式執(zhí)行控制動作的時間范圍可以在幾秒或幾秒內(nèi)完成。這種網(wǎng)絡(luò)的自愈特性顯著提高了電力系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)然，如果要使用這個專家系統(tǒng)，則需要高速通信和標(biāo)準(zhǔn)通信接口，以及對大容量存儲和高速數(shù)據(jù)分析軟件的支持。

3 發(fā)展與創(chuàng)新方向

對于移動通訊脈絡(luò)而言，最為關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)是數(shù)據(jù)傳輸速率、數(shù)據(jù)容量與傳輸?shù)臅r延，而新興的5G多址技術(shù)可以顛覆傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸模式，將移動網(wǎng)絡(luò)接入的數(shù)量提高到近百倍，極大的拓展了數(shù)據(jù)容量，降低時延問題，在這樣的背景下物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，也就是設(shè)備的遠程對接與操控就更加便捷，設(shè)備與設(shè)備之間的鏈接數(shù)目與數(shù)據(jù)傳輸效率都大幅度提升，實現(xiàn)超可靠的大規(guī)模機械通訊，并且在這樣高性能的基礎(chǔ)上，5G設(shè)備的耗能不僅沒有增加，并且得到了進一步的降低，甚至是超低能耗，為智能化物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來的更大便利[2]。我們可以舉一個例子供讀者感受，目前自動駕駛技術(shù)主要的瓶頸在于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扰c延遲，若不能控制延遲在一極小數(shù)值下，自動駕駛的安全性是無法保證的，之前4G通信普遍延遲在30～90ms之間，而5G延遲將達到1ms以下。可以想象若沒有5G技術(shù)的支持，自動駕駛車想要安全就必須在全車安裝大量的感應(yīng)器，這個成本是巨大的，商用無法完成。此外5G移動通訊技術(shù)通信范圍的擴大也進一步滿足了現(xiàn)代居民對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更加個性化與自由化的實際需求，移動終端將真正實現(xiàn)微型化與多元化。

4 結(jié)語

5G移動通信技術(shù)的到來不僅標(biāo)志著用戶網(wǎng)絡(luò)體驗的近一步提升，同時也將滿足未來萬物互聯(lián)的應(yīng)用需求。隨著5G的發(fā)展，移動通信技術(shù)上網(wǎng)或使用相關(guān)數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量一定會迅猛增長，人們也將更進一步地感受到無線網(wǎng)絡(luò)連接下物聯(lián)網(wǎng)的全新可能性。