泛在電力物聯網關鍵技術探討

周麗芳，孫呂祎，吳旻哲

（國網江蘇省電力有限公司技能培訓中心，江蘇 蘇州 215004）

0 引 言

多種能源廣泛應用在電力領域，國家電網有限公司提出了泛在電力物聯網，通過物聯網技術在電網方面的合理運用，解決電網管理中存在的問題，以推動電力行業的發展。

1 泛在電力物聯網的基本介紹

物聯網技術在人們的生活和工作中發揮著巨大的作用，各個國家以及行業對此都非常關注。物聯網技術在我國電網方面的運用均取得了良好的效果，推動了我國電網行業的成功轉型和發展。2018年2月，國家電網公司在一個重要會議上提出關于打造全業務泛在電力互聯網，建立一個智能化企業，盡可能地提升企業競爭力，使其能夠引領世界能源互聯網的發展。到目前為止，泛在電力物聯網技術已經在我國相關產業中得到了廣泛應用[1]。

1.1 物聯網介紹

物聯網這個詞最早出現于英國的特洛伊咖啡壺事件。自事情發生起的5年內，比爾·蓋茨在他的書中再次提出了這個詞，并對于這個內容進行一些構思，在他的這些想法中，有一部分在當前的時代已經實現了，例如出現了一些數字產品、電子設備以及智能化產品。從那以后，物聯網這個名詞從一個模糊的想法逐漸變成了具體化的概念，并且被人們逐漸運用到現實生活中。在物聯網發展中，有一位英國工程師提出要將物聯網和因特網連接起來，這樣就能讓全世界范圍內的事物都聯系起來。最后，由國際電信聯盟對物聯網下了最終的定義，物聯網就是讓每一個目標都能夠通過網絡順利連接起來，不僅局限于人與人之間，人和物以及物和物之間都能夠順利地進行信息的獲取，使得人與人之間能夠更加方便地進行溝通和交流[2]。

1.2 電力行業中物聯網的基本內容

因為物聯網技術對于人們的生產生活有著極其重要的作用，為了能夠使得自己國家的物聯網技術迅速發展并產生巨大的作用，各個國家都在不斷地推動物聯網技術的改革和創新，因此物聯網技術在世界范圍內迅速發展。電力系統是目前復雜程度最高，最龐大的系統之一，隨著人們生活水平的不斷提高，對于電力系統的要求也在不斷提高，因此需提升物聯網技術的水平，將物聯網技術運用到電力系統中，保證電力系統的平穩運轉成為了當前社會發展的趨勢。

1.2.1 電力物聯網介紹

物聯網就像是一個系統，它能夠成功實現對基礎電網、相關人員以及四周環境的良好感知，更利于對電力系統進行管控。它就像是個具有實際形態的網，將人和物都放置在不同的位置上，通過物聯網將人和物聯系在一起，實體之間可以進行互動和協作，讓物體之間能夠更加緊密地聯系在一起，更好地控制和管理電網系統[3]。

1.2.2 泛在電力物聯網介紹

國家電網有限公司給電力物聯網下了一個簡單的定義，要保證無論在何時、何地以及任何人之間都可以進行相互交流。而對泛在電力物聯網的理解就是讓電力系統的各個環節能夠成功進行物質之間相互聯系與人機交互。另外，它具有較高的感知能力和交互能力，在通過物聯網的互聯作用，實現數據共享，給整個行業帶來更高的價值。

2 泛在電力物聯網的特征

物聯網具有多個方面的優點，它不僅有較為敏感的感知能力，智能化以及較強的傳遞信息功能，而且可以跟其他相關的先進技術進行融合，推動物聯網技術的快速發展。

2.1 信息的感知能力較強，能夠實現快速組網

泛在電力物聯網的傳感器能夠以最快的速度感知電力系統的功能狀況。隨著國家無線技術的發展和普及，在無線技術的支持下，物聯網與無線網絡良好結合，能夠更容易實現其功能，盡可能地發揮出最大的效用[4]。

2.2 信息的處理能力強，能提供多種通信方式

隨著物聯網技術的不斷發展，泛在電力物聯網技術已經可以滿足電力系統對相關運作信息快速及時查找的需求，并且能夠保證得到的信息及時、準確。泛在電力物聯網在利用傳感器傳遞相關信息時，能夠簡單地檢查和篩查之前得到的信息，盡可能減少一些垃圾信息和無用信息，避免出現數據過多而導致的信息通道堵塞的情況。篩選過后，將信息進行一定的壓縮，之后再發送到相應的網關處，再次進行信息的處理和收集，最后傳輸到用戶的手中。因為傳感器和通信設備會通過一種特殊的方式進行通信交流，會給數據的傳輸提供多個通道選擇，這樣就使得通信方式較多，能夠滿足多種需求。

2.3 拓展性較高，智能化較高

泛在電力物聯網技術中較為基礎的一項功能就是對數據信息進行收集和傳遞，這對于物聯網技術來說有著極其重要的意義。例如，在整個電力行業中遠程抄表技術就是利用了物聯網技術中對數據信息進行相關收集與傳遞的功能，這項功能的使用給相關工作人員帶去了極大的便利。工作人員能夠很快地依照不同應用的需要來進行相應數據和信息的傳輸，可以遠程監控和管理電網數據的改變，在第一時間將信息傳送到用戶手中，無論是視頻傳感器還是聲音傳感器都可以及時地獲取到與電網相關的數據和信息。而其他種類的傳感器，如溫濕度傳感器和壓力傳感器能夠在第一時間獲得有關天氣的相關信息，以此來判斷是否會有惡劣天氣的出現，及時做好預防工作，盡可能地減少惡劣天氣對電網造成的損害和影響[5]。

2.4 不同級別的訪問能力有限，對安全性要求較高

泛在電力物聯網是專門在電力行業運用的網絡系統，它有自己固定的使用范圍。因為電力系統是否能夠正常的運行對于人們的日常生活有著極大的影響，要求泛在電力物聯網在運行過程中一定要具有較高的安全性，必須要保證相關的信息不會被泄露。從原則上來講，泛在電力物聯網的大部分信息都要在系統內部進行傳遞，不能夠與外界聯系，因此一般情況下依賴的通信網絡都是電力行業內部的網絡，只有在緊急情況下才會啟用備用的臨時公共通信網絡。電力物聯網相關應用的針對性和相關承載平臺的通用性要用一個中間的介質進行適配，對相關的數據進行過濾、挖掘以及其他的相關智能處理。另外，泛在電力物聯網還需要有一個嚴格的管理操作系統，對于不同級別的管理人員需要有不同的管理權限，不同級別的人員只能夠在自己相對應的級別權限進行操作，而不同級別的使用者也要有不同的服務權限，并要有明確且嚴格的管理制度。

3 泛在電力物聯網中運用的重要技術

3.1 新型物聯網設備的設計與研究

建立泛在電力物聯網的中最為關鍵的一步就是要成功地實現信息感知，想要實現這個目標就要把不同類型的傳感器放置到要感知的環境中，但是這樣做的問題就是整個電力系統的規模較為龐大，整體的結構比較復雜，對于傳感器的需求量較大，給整個泛在電力物聯網的建設帶去了極大的問題。因此，要實現傳感設備盡可能地簡單化并將成本和耗能降到最低，還要利用無線技術，減少在周圍環境布線的需要，最大限度地降低整個設備的建造難度和成本，這樣才有可能實現大規模泛在電力物聯網的建立。另外，由于一些傳感器需要直接安裝到電力設備內部，因此需要盡可能地減小設備體積，并重視電磁兼容技術的應用。從當前情況看來，我國新型傳感器的設計以及發明能夠給泛在電力物聯網的發展提供很好的參考價值。

根據實際情況來說，物聯網的應用應該是建立在具體的目標和任務上的，它需要根據用戶的特定需求來進行工作，安裝合適的傳感器來進行相關信息的收集。當物聯網運用到電力系統中時，要依照具體的需求來設計一些有著特殊的傳感器。比如說，目前已經應用到住戶家中的智能家居，利用這些智能家居專用傳感器能夠對房屋內所進行的一切活動進行相關監控，最大程度減少房屋的損害。當屋內出現大量煙霧時，煙霧傳感器接收到相關信號，然后向住戶發出警報聲并采取相關的措施，盡可能地減少對房屋的損害。

但是這也存在著很大的問題，由于周圍環境復雜多變和傳感器的電池更換麻煩，所以也應該對傳感器的電源管理技術進行相關研究，盡可能地延長傳感器電池的效用，降低傳感器的能耗。為了能夠更好地解決這個問題，相關工作人員已經提出了一些方案并進行研究，相信在不遠的未來這些方案將會被應用在傳感器的電源管理中，使之真正能夠在不同環境和不同條件下全方位進行感知，并將得到的信息及時準確的傳輸到用戶手中，這樣才能夠發揮出傳感器最大的效用，為人們的生活提供更多的便利。

3.2 網絡安全與可靠性技術的研究

電力系統能否正常的運作與我國的民生有著極為緊密的關系，因此泛在電力物聯網必須有著極嚴格的安全系統，一定要保證其中的信息以及隱私不會被泄露。但是由于整個泛在電力物聯網的復雜性以及人員和技術的不斷改變，就使得整個管理工作較為困難。這就需要相關的工作人員分析討論其存在的問題，然后找出解決的辦法，這樣才能夠減少設備受到攻擊時所造成的損失以及信息泄露所帶來的不良后果。

4 結 論

從目前的發展情況來看，我國能源消耗量越來越多，各種能源層出不窮，給我國電網管理增添了許多的困難。由于物聯網技術的不斷推廣和發展，許多電力行業開始將物聯網與電網的相關技術聯系起來，推動國家電網的不斷發展。但是泛在電力物聯網技術所包含的方面較多，要想能夠將這方面的技術完全的掌握，需要一個極長的時間去積累。總的來說，物聯網技術的出現給電力行業的發展帶來了極大的發展動力和空間，既是機遇也是挑戰，希望相關的行業能夠把握住機會，推動電力行業的不斷發展，從而推動我國經濟的發展。