泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基本構(gòu)架應用的探討

王智慧 連陽陽 方蓬勃 肖帆

摘? ?要：電力物聯(lián)網(wǎng)中，泛代表信息交互的概念。為了能夠合理利用物聯(lián)網(wǎng)中的各種設施，推動電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，就需要加強對電力物聯(lián)網(wǎng)中泛的應用的研究，保證泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的應用效果。本文研究了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的應用，首先對泛的基本概念進行了分析，然后研究電力物聯(lián)網(wǎng)的基本構(gòu)架，最后總結(jié)了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中使用的關(guān)鍵技術(shù)，幫助技術(shù)人員更好地利用泛。

關(guān)鍵詞：泛? 電力物聯(lián)網(wǎng)? 基本構(gòu)架? 應用? 探討

1? 泛在物聯(lián)網(wǎng)中的概念

1.1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的定義

泛是指在任何時間、地點、人、物之間所進行的信息互聯(lián)和交互，所以在電力物聯(lián)網(wǎng)中，泛就是指電力系統(tǒng)的用戶、設備、電網(wǎng)企業(yè)的設備、發(fā)電企業(yè)和發(fā)電設備、供應商設備、人和物的信息交互。電力物聯(lián)網(wǎng)就是指物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使用在電力系統(tǒng)當中，通過各種設備進行信息傳感和通信信息資源的共享，而最終形成的具有自我意識、感知能力，以及能夠?qū)Σ煌闆r進行智能處理的物理實體[1]。實體之間能夠進行信息上的協(xié)同和互動，通過感知可以進行反饋并且做出控制指令，最終構(gòu)建起一個智能化電力生產(chǎn)、生活的體系。

1.2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的特征

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中需要借助電網(wǎng)實體和通信技術(shù)才能夠立足，將不通的能源系統(tǒng)進行物理互聯(lián)，推動時空信息互聯(lián)和商業(yè)互聯(lián)的融合，具有很強的全息感知能力，并且具有開放共享、融合創(chuàng)新的特征。全息感知所使用的是RFID、傳感器等等，能夠動態(tài)獲取不同設備和用戶的狀態(tài)信息[2]。泛在連接的時候會通過專用的電力網(wǎng)絡和移動網(wǎng)絡中的電力設備，對用戶的信息和數(shù)據(jù)進行全時空的鏈接。在開放共享這個特點上，會利用智能技術(shù)對數(shù)據(jù)進行共享處理，這樣能夠保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量，同時進行有效信息的挖掘，實現(xiàn)整個電力物聯(lián)網(wǎng)的上下貫通，推動全方位的實時交互。由于泛使用了不同的設備、用戶，以及不同時空的信息，對內(nèi)實現(xiàn)了全業(yè)務在線，保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，還融合了綜合能源服務平臺，開拓了電力市場，并且促進了電力系統(tǒng)的改革。

1.3 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的作用

泛在物聯(lián)網(wǎng)中的優(yōu)勢在于能夠更好地使用大數(shù)據(jù)技術(shù)，而且由于電力網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)中，電力數(shù)據(jù)來源各異，包括控制、計量、監(jiān)測等不同內(nèi)容的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)也有不同的時空尺度，為此泛就需要對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的深度挖掘。其次，由于電力數(shù)據(jù)的服務對象是不同的，有很多不同的服務對象的需求也不同，所以需要讓電力數(shù)據(jù)能夠使用到各行各業(yè)，最終實現(xiàn)各種業(yè)務的貫通[3]。因此，電力物聯(lián)網(wǎng)中適用泛來進行深度學習和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，充分挖掘電力物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)，才能提供更好的服務，推動電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

2? 電力物聯(lián)網(wǎng)的基本構(gòu)架

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的基本構(gòu)架主要有三個方面，包括技術(shù)構(gòu)架、標準構(gòu)架和應用構(gòu)架。使用中，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)構(gòu)架中范圍感知層、網(wǎng)絡層、平臺層和應用層。在感知層，主要對發(fā)電、輸電、變電和用電四個方面進行數(shù)據(jù)和信息的收集，以及通過邊緣計算來提升終端的智能化水平。對于網(wǎng)絡層，使用云計算技術(shù)和信貸通信技術(shù)來實現(xiàn)電力系統(tǒng)的全覆蓋[4]。平臺層使用物聯(lián)網(wǎng)管理中心的數(shù)據(jù)，保證了物聯(lián)網(wǎng)具備高效的數(shù)據(jù)處理和協(xié)同的能力。應用層能夠促進電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，并且推動建設具有只會綜合能源的物聯(lián)網(wǎng)。

平臺的建設上，必須要建立一個標準架構(gòu)作為數(shù)據(jù)平臺的接入標準，通過感知層對發(fā)電、輸電、變電、用電相關(guān)設備所獲得的數(shù)據(jù)進行分析。由于數(shù)據(jù)的來源不同、數(shù)據(jù)類型不同、數(shù)據(jù)的長短不同，這就導致了數(shù)據(jù)之間可能會存在一定的壁壘，出現(xiàn)難以上下貫通利用的情況。所以必須要通過建立一個統(tǒng)一的平臺標準，從而提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和實時共享性。

在物聯(lián)網(wǎng)的應用層中，泛的使用主要來自于保證電網(wǎng)能夠安全經(jīng)濟的運行，以及打造智慧能源綜合服務平臺，并且開辟新的能源生態(tài)體系。數(shù)據(jù)共享是電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的基本要求，還需要保證進行安全互動、進行智能防御，保證物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)作為整個體系安全運行的重要保障和特征。

3? 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中應用的關(guān)鍵技術(shù)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中是根據(jù)智能電網(wǎng)發(fā)展而來的，智能電網(wǎng)的核心在于構(gòu)建具備智能判斷能力、自適應調(diào)節(jié)能力的多種能源入網(wǎng)和分布式管理的智能化網(wǎng)絡系統(tǒng)，強調(diào)進行能源替代和兼容利用。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中時就是利用電力物聯(lián)網(wǎng)中海量的電力信息，使用可靠而且高效的手段，讓物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)ο到y(tǒng)進行控制。物聯(lián)網(wǎng)的四層體系中，泛的存在主要來自于四個關(guān)鍵要素，包括采集終端的智能化、電力數(shù)據(jù)的傳遞、電力數(shù)據(jù)的統(tǒng)一分析管理、電力信息的綜合應用。關(guān)鍵技術(shù)包括智能芯片和現(xiàn)代通信技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)平臺等等。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)平臺

電力系統(tǒng)每時每刻都在產(chǎn)生著海量的數(shù)據(jù)，所以在電力系統(tǒng)接入一體化的數(shù)據(jù)平臺之后，可以通過對大量數(shù)據(jù)進行合理的分析和深層挖掘，從而對電力信息提高應用的效率。一體化的數(shù)據(jù)平臺需要具備大數(shù)據(jù)處理和云計算的相關(guān)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)的預測、電力故障的診斷等工作。依靠物聯(lián)網(wǎng)平臺，能夠做好設備狀態(tài)監(jiān)測、設備位置監(jiān)管，以及對設備信息的管理，還能夠?qū)υO備進行反向控制，實現(xiàn)對交通、環(huán)境、能源等不同的項目進行管理。

3.2 5G和LPWA

電力數(shù)據(jù)的傳輸需要網(wǎng)絡的性能，傳輸系統(tǒng)需要可以應對高山、森林、冰原等復雜惡劣的環(huán)境，保證通信網(wǎng)絡的覆蓋效率。目前物聯(lián)網(wǎng)的傳輸有兩種主流技術(shù)，分別是以太網(wǎng)和電力載波有線網(wǎng)絡技術(shù)，另一個是5G和低功耗廣域網(wǎng)絡的無線網(wǎng)絡技術(shù)。由于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中具有分布性強，分布性廣的特點，如果使用傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡技術(shù)是難以符合泛的特點的，所以需要使用無線網(wǎng)絡技術(shù)進行現(xiàn)代通信，實現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的通信。

目前，5G技術(shù)也被視為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎，可以解決泛在連接上的問題，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的全息感知，也能夠推動智能化技術(shù)的使用。尤其是在未來智能汽車充電樁等設備被大量使用的情況下，5G技術(shù)將會具有更大的使用市場。對于需要高清視頻回傳的輸變線路狀態(tài)監(jiān)控、無人機遠程巡檢、變電場機器人巡檢等工作，也能夠利用5G技術(shù)來實現(xiàn)。

3.3 智能芯片

隨著電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，很多計量、變換、控制、監(jiān)測、用電設備都接入到了電力系統(tǒng)中，所以系統(tǒng)在運行的時候必然會有大量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生。在一些系統(tǒng)當中，對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集工作依然使用工業(yè)采集裝置，數(shù)據(jù)的可靠性比較低，精度也不高，這就導致終端設備的智能化水平很低。而使用智能芯片就能夠解決終端設備在智能化水平不足的問題，同時智能芯片的功耗很低、智能計算速度很快，可以完成信息的采集、提取工作，依靠本地化計算也能控制系統(tǒng)的計算成本。

4? 結(jié)語

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的使用可以提高電力物聯(lián)網(wǎng)控制效果，為了通過泛來提升對電力物聯(lián)網(wǎng)的控制，需要構(gòu)建好電力物聯(lián)網(wǎng)的框架，通過使用相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，提升電力物聯(lián)網(wǎng)的反應速度，提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

參考文獻

[1] 彭謙，周曉潔，楊睿，等.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的綜合能源型售電公司參與電力市場競爭的報價策略研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2019（11）：1-8.

[2] 李蘇秀，劉林，王雪，等.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式理論體系與設計架構(gòu)[J].中國電力，2019（19）：1-9.

[3] 李欽豪，張勇軍，陳佳琦，等.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展形態(tài)與挑戰(zhàn)[J].電力系統(tǒng)自動化，2019（11）：1-10.

[4] 趙佩，陶鵬，李翀，等.物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)標準研究與解讀[J].河北電力技術(shù)，2019（5）：1-3.