泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)探討

張 偉

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司連云港供電分公司，江蘇 連云港 222004）

0 引 言

隨著社會經(jīng)濟的進步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對于能源的需求日益增長，能源供應(yīng)壓力隨之增加，而大量能源的使用給全球氣候造成了嚴重影響。因此，可持續(xù)的經(jīng)濟能源成為發(fā)展的重要動力能源。目前，石油、煤炭等能源仍舊是電力系統(tǒng)中的主要動力能源，可持續(xù)的經(jīng)濟能源的發(fā)展一定會給電力系統(tǒng)帶來巨大的安全挑戰(zhàn)[1]。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠有效感知電力系統(tǒng)前狀態(tài)，并進行智能化控制。因此，必須要有效、科學(xué)地利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進步來拓展電網(wǎng)功能，實現(xiàn)電力行業(yè)的智能化。

1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念

目前，全球經(jīng)濟發(fā)展過程中，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)引起了全行業(yè)的重視。在電網(wǎng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠有效促進電網(wǎng)行業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型。就我國來說，積極掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到各個行業(yè)，是十分必要和利于可持續(xù)發(fā)展的。為實現(xiàn)這個目標，國家電網(wǎng)有限公司提出了相應(yīng)的理念。

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的基本概念

物聯(lián)網(wǎng)概念首次提出于英國，起源于特洛伊咖啡壺事件。比爾·蓋茨在《未來之路》中再次提出了物聯(lián)網(wǎng)概念，提出一定的構(gòu)想，有部分如今已經(jīng)實現(xiàn)。隨后，物聯(lián)網(wǎng)逐漸形成了較為清晰的概念。英國工程師提出將物聯(lián)網(wǎng)與因特網(wǎng)相連接，實現(xiàn)全世界在物聯(lián)網(wǎng)上的聯(lián)系。如今國際電信聯(lián)盟提出準確的物聯(lián)網(wǎng)概念，即通過網(wǎng)絡(luò)將每個目標物體相連接，實現(xiàn)人與人之間隨時的溝通交流。這個概念隱藏的含義是，互聯(lián)網(wǎng)不僅限于人與人之間的關(guān)系，還拓展了人與物、物與物之間的信息獲取。

1.2 電力行業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在全世界范圍內(nèi)都得到了比較快速的發(fā)展，如今已經(jīng)深入到人們生活的各個方面，是當(dāng)前最復(fù)雜、最龐大的系統(tǒng)，影響著全球上億人的生活。人們對于電力系統(tǒng)的需求也在不斷增加，為了保證電力系統(tǒng)的智能化和安全性，提高電力系統(tǒng)的精準性，弱化電力系統(tǒng)的復(fù)雜性，電力系統(tǒng)需與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，才能夠真正實現(xiàn)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。

1.2.1 電力物聯(lián)網(wǎng)

在我國電力行業(yè)人才的不斷努力下，我國的電力行業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合技術(shù)有了質(zhì)的提升。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠幫助工作人員感知基礎(chǔ)電網(wǎng)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的有效控制。物聯(lián)網(wǎng)能夠讓人、物之間產(chǎn)生聯(lián)系，在不同的位置提供不同的作用，形成控制網(wǎng)，用以聯(lián)系物體、人員的關(guān)系，實現(xiàn)實體互動和互助，實現(xiàn)高度協(xié)同與集體控制。

1.2.2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

2018年發(fā)布的《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)大綱》提出電力物聯(lián)網(wǎng)的概念，即任何地點、任何人、任何物、任何時間都可以進行連接和交互，也稱：“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)就是電力行業(yè)的具體表現(xiàn)。[3]”物聯(lián)網(wǎng)使人與物、物與物之間具有較高的感知能力和交互能力，共享數(shù)據(jù)，產(chǎn)生互聯(lián)。

2 泛在物聯(lián)網(wǎng)的特點

物聯(lián)網(wǎng)具有高效的感知、智能、傳遞能力的特點，實現(xiàn)了通信自動化、傳感等多個項目。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)具有的特征，能夠分析泛在物聯(lián)網(wǎng)的特點，包括：信息感知全面，組網(wǎng)快速靈活；信息融合度高，通信方式靈活；可拓展性較強，智能化程度高。

2.1 信息感知全面，組網(wǎng)快速靈活

泛在聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)中感知較為全面，組網(wǎng)比較靈活，主要依賴于泛在物聯(lián)網(wǎng)中傳感器能夠有效找到電力系統(tǒng)各方面的電力設(shè)備。與傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)相比，泛在聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更快捷、精準。隨著無線技術(shù)的發(fā)展，泛在物聯(lián)網(wǎng)能夠有效結(jié)合無線通信技術(shù)，從而進行靈活部署，且自主對電力系統(tǒng)進行全方位的理解，對周圍環(huán)境電力系統(tǒng)的各項數(shù)據(jù)進行完整掌握。不論是從反應(yīng)速度，還是從掌握的資料程度來看，泛在物聯(lián)網(wǎng)的信息技術(shù)相較于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著更廣的應(yīng)用空間，具有更大的潛力。

2.2 信息融合度高，通信方式靈活

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠滿足電力系統(tǒng)對運行調(diào)度和運行監(jiān)控的快速查找，具有準確性和實時性。利用泛在物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器，能夠在傳感器傳遞信息之前初步篩查及選擇數(shù)據(jù)，對大量數(shù)據(jù)進行一定的梳理，有效避免傳遞信道的混亂和堵塞，進行初步壓縮。得到的信息遞給網(wǎng)關(guān)，能夠進行二次處理、多次處理，最終傳遞給用戶。運用傳感器和通信設(shè)備進行篩選，運用多跳的方式進行通信，能夠給數(shù)據(jù)建立多種通道，從而建立靈活多樣的通信方式，提升信息的融合程度[4]。

2.3 可擴展性強，智能化程度高

數(shù)據(jù)信息采集和傳遞是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重要的基本功能，在物聯(lián)網(wǎng)中具有重要作用。數(shù)據(jù)信息的采集和傳遞對于電力工作人員來說具有重要的意義，能夠通過數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求控制聲音和視頻，遠程控制電網(wǎng)數(shù)據(jù)，及時獲取多個傳感器信息，并傳遞數(shù)據(jù)。

3 泛在物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

泛在物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)包括新物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的設(shè)計與開發(fā)、數(shù)據(jù)的處理和計算技術(shù)以及人工智能技術(shù)。傳感器直接放入電力設(shè)備的內(nèi)部，需要考慮微型化設(shè)計。由于傳感器數(shù)量較多，環(huán)境各不相同，因此傳感器電池需要不斷更新，需要電池維護技術(shù)。電力能源結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)后，需要對互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進行處理，但數(shù)據(jù)數(shù)量龐大，需要進行篩選。

3.1 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)平臺的互操作行和無縫融合技術(shù)

該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中接觸到的感知對象并不相同，被感知的對象呈現(xiàn)的特性也呈現(xiàn)差異。由于傳感設(shè)備在實際應(yīng)用過程中涉及類型比較豐富，同時伴隨多樣化特征。根據(jù)所處環(huán)境的不同，平臺可以針對不同類型的標志技術(shù)或通信技術(shù)實現(xiàn)互操作性和無縫技術(shù)融合，效果差異性十分明顯。如果將電力物聯(lián)網(wǎng)看作一個具有典型特征的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)化會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)平臺在鏈接時出現(xiàn)明顯的復(fù)雜特征。在實際運用過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，可以根據(jù)不同要求，按照不同的連接方式進行操作。在構(gòu)建電力系統(tǒng)的過程中，只要保證其安全性和穩(wěn)定性，就能夠滿足人們生活中對電力資源的基本需求。但是，對電力系統(tǒng)而言，想要保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，需要有效落實電力物聯(lián)網(wǎng)的每一環(huán)節(jié)，在感知傳遞、最終處理等方面提前做好準備，有效實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)平臺的互操作性和無縫融合技術(shù)。

3.2 數(shù)據(jù)的處理技術(shù)和計算技術(shù)

當(dāng)前我國信息技術(shù)快速發(fā)展，也逐漸滲透于我國的各個行業(yè)，電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也需要運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。在獲取數(shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù)以及生成數(shù)據(jù)的過程中，運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠有效提高處理速度，豐富數(shù)據(jù)處理技術(shù)類型。此外，泛在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)需要從根本上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的儲蓄、共享以及管理。

3.3 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)

電力系統(tǒng)在發(fā)展過程中保證運行的安全性關(guān)系著電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。建立物聯(lián)網(wǎng)的過程中，為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全性，需要采取有針對的措施，保護互聯(lián)網(wǎng)運行中的網(wǎng)絡(luò)安全和隱私安全。泛在物聯(lián)網(wǎng)運營和發(fā)展過程中會不斷滲透新鮮事物，這些新鮮事物的數(shù)量龐大，具有多樣化動態(tài)化特征，會削減互聯(lián)網(wǎng)安全性，易造成隱私的泄露，導(dǎo)致維護網(wǎng)絡(luò)安全成本較高，復(fù)雜性加強。網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)值得研究人員繼續(xù)深究。

4 結(jié) 論

我國電力行業(yè)的發(fā)展趨勢必然是發(fā)展電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。運用泛在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)能夠承載大量的數(shù)據(jù)流，有效掌控電力系統(tǒng)，推動電力行業(yè)的發(fā)展。