泛在電力物聯網關鍵技術及其應用前景分析

許冠亞，邵 平，趙肖旭，耿玲娜，靳棟曼，謝 添

（1.國網江蘇省電力有限公司鎮江供電分公司，江蘇 鎮江212000；2.中國聯合網絡通信有限公司鎮江市分公司，江蘇 鎮江212000；3.國網江蘇省電力有限公司檢修分公司，江蘇 南京210000）

泛在電力物聯網作為電網發展新趨勢，為我國電網事業發展帶來的契機。當前我國電力系統正朝著高效發展趨勢邁進，電力系統各個環節也朝著互聯、人機交互、全面感知層次邁進。為此，國家電網也提出了“泛在電力物聯網”的戰略發展目標。泛在電力物聯網可以通過高效數據信息分析，促進電力市場改革，強化電力企業的市場競爭力，為社會提供更人性化的服務。

1 泛在電力物聯網內涵

泛在電力物聯網便是利用移動互聯技術、人工智能技術、現代信息技術、現代通信技術、物聯網技術、人機交互技術等諸多手段，構建出的電力網絡信息平臺。泛在電力物聯網具備全面感知、高效處理、使用便利等優勢。當前我國社會泛在電力物聯網構建的目的，便是實現電網公司的智慧化、多元化、便捷化。泛在電力物聯網是電網公司除了實體電網之外的另一張電網，能夠動態化結合電力公司電網的運行情況，并進行分析，科學進行物聯網與電網的融合發展，并構建出一個完善的數據化信息平臺[1]。在此平臺上，可以有效協調電力公司電網與物聯網的整合，構成“能源流、業務流、數據流”三流合一的能源互聯網，便于電網管理和電力資源配置。泛在電力物聯網作為一個電力信息系統，具備了互聯網自身攜帶的特點，通過“全息感知、泛在連接、開放共享、融合創新”等諸多優勢，可以全面捕捉電網各個環節設備運行情況，貫穿到電力系統的各項業務。將“電網設備、電力資源分配、用戶需求”進行緊密連接，確保互聯網將多個系統銜接，滿足不同用戶們的電力資源需求。泛在電力物聯網的開放共享數據特點，將具備價值的電力數據信息利用互聯網形式進行傳遞，為能源行業與電力市場發展策略打下基礎，促進電力領域的可持續發展。可以說，泛在電力物聯網是電力企業、用戶雙方共同參與的項目，也是電力領域發展創新壯舉。

2 泛在電力物聯網的關鍵技術

2.1 智能芯片

電力系統的發展進步促使著諸多關于計量、變換、控制、監測、用電等設備的進步，在泛在電力物聯網運行時，必然會產生諸多數據信息。當前很多現場數據采集設備依舊使用傳統的數據采集裝置，其精準度低、可靠性差，很難滿足當前電力系統發展需求。智能芯片作為一種微型智能傳感設備，具備極大的存儲容量，而且具備高精度、低能耗、微型化、智能化等優勢，不僅可以及時開展電力設備數據采集，而且還能夠實現數據信息的傳遞，利用本地邊緣計算的形式，實現終端智能化自動控制[2]。近年來，我國智能芯片產品層出不窮，谷歌研發的“Edge TPU 芯片”、中科院研發的“寒武紀芯片”等，都能夠運用到電力系統數據信息采集傳輸工作當中，促使著泛在電力物聯網的全息感知與智能化發展。

2.2 5G、LPWA

電力系統分布相對較為廣，遍布到了我國各個復雜的地質環境當中，在高山、森林、冰川等地域都存在電力系統，這也為電力數據傳輸工作帶來了極大困難。當前泛在電力物聯網數據傳輸的過程存在兩種形式：①以太網、電力載波有線網絡；②5G、LPWA 低功率廣域網。泛在電力物聯網因為數據信息巨大，并且數據分布相對較廣、具備分散性，容易出現不易供電、難以連接、采集頻率低等諸多特點，傳統以太網和電力載波有線網絡無法滿足泛在電力物聯網數據信息傳遞共享需求。在我國網絡通信技術不斷發展的當下，5G 與LPWA 低功率廣域網可以有效滿足泛在電力物聯網的數據傳輸要求。5G 技術是物聯網發展的基礎，促使著智能分布式配電自動化、毫秒級精準負荷控制等業務的進步。在5G 技術支持下的泛在電力物聯網運行，可以開展海量用電信息采集、智能汽車充電樁、分布式電源接入信息等采集業務。LPWA 技術作為一種智能芯片技術，通過制造不同智能化芯片，保障泛在電力互聯網各項功能正常運行。在EMBB 移動寬帶切片的支持下，保障高清視頻傳輸、電路狀態監控、無人機遠程巡檢等業務順利開展。使用VIOCE 語音切片，可以針對緊急通信、電話管理、語音信息等語音類數據進行及時處理，保障泛在電力物聯網的信息傳遞效率。針對不同場景、功能，選擇區別化的LPWA 智能芯片，在5G 網絡技術的支撐下，通過網絡通道的形式快速進行數據傳輸。

2.3 物聯網平臺

泛在電力物聯網作為信息化電力系統當中信息化平臺，通過對大量數據信息分析與挖掘，可以捕捉到對電力信息具有價值的數據信息，并加以利用[3]。物聯網平臺作為一個基礎性的信息化平臺，應該具備一體化數據信息處理的能力，以便于實現風光預測、電力系統故障診斷、人工智能等功能。當前我國很多高新技術企業設計出了層出不窮的物聯網平臺，百度公司的“天工”智能物聯網平臺；移動公司“one net”物聯網平臺；阿里公司“link”物聯網一體化數據平臺等紛紛上市，為泛在電力物聯網平臺構建提供強大基礎保障。例如，移動公司“one net”物聯網平臺，可以協助電力企業開展“設備狀態檢查、反向控制設備檢測、設備信息管理”，有利于實現電力企業在多個城市的電力運營管理。

3 泛在電力物聯網未來應用策略

3.1 健全智慧能源服務平臺

智慧能源服務平臺是泛在電力物聯網平臺的基礎環節，可以有效實現電力企業與用戶之間的交互。結合泛在電力物聯網平臺當中所呈現出的數據信息內容，促進電力企業與用戶們之間的互動與交流，通過電網調峰調頻等形式，為用戶們提供更加人性化服務。利用互聯網、光伏云網、終端邊緣計算機技術，提供電網服務以外的互聯網金融服務、大數據信息處理挖掘、線上供應等諸多新型服務。整合電力企業、政府、金融機構、第三方投資、用戶等諸多資源內容，為多個主體提供服務，構建出完善統一的智慧能源服務平臺。

3.2 加大開放電力市場

電力資源已經成為社會生產不可或缺的重要資源內容，電力資源使用量不斷增長促使著電力市場不斷擴大。泛在電力物聯網能夠有效打破原有的電力市場格局，促進電力市場開放并且獲取風力、光伏、負荷功率等信息，將新能源和負荷聚合構成一個整體。通過當前泛在電力物聯網，實現在電力資源現貨價格和增量配網、局域電網、微電網等諸多交易形式。在開放電力市場的基礎上，逐步實現我國網絡化能源生態體系的構建，達成泛在電力物聯網平臺戰略發展目標。

3.3 強化電網資產管理質量

泛在電力物聯網平臺應該為電網企業的資產全壽命周期管理提供基礎保障，以全壽命周期為主開展成本管理并實現資產和物資流、信息流、價值流的整合集約管理，確保電網資源管理實際效率。在我國電網建設國模不斷增大的當下，電網資產管理情況更加復雜，傳統人力監督巡查手段已經無法滿足當前電網資產管理的需求。泛在電力物聯網當中，通過設備資產規劃、采購、運行等各個環節的數據追蹤分析，全面針對電網設備進行追蹤。在人力管理工作層面來說，可以構建出人員ID 動態數據傳輸系統，實現人、卡、數據的更新跟進，確保電網資產管理工作質量。

4 結語

總而言之，構建泛在電力物 聯網是未來電力事業發展的必然選擇，不僅可以承載能源數據流，還可以能源技術作為依托，獲取多樣化的物聯網信息。通過構建電力數據模態關系的形式，切實在保障電網安全運行的基礎上，滿足人們日益增長的電力需求。電力工作者應該正確認識到泛在電力物聯網構建的重要性，不遺余力地健全泛在電力物聯網平臺，促進我國電網事業的可持續發展。