泛在電力物聯網建設中的關鍵技術探討

吳昊 吳麗莎 占永紅 邵云蛟 許俠

【摘要】??? 泛在電力物聯網的建設是電網轉型的重要戰略支柱，成功的建設和運營電力物聯網將大幅提高電網的電能傳輸安全性和供電的安全性。在建設過程中結合各學科的發展情況開發適應的新技術是提高泛在電力物聯網建設的關鍵，主要有通訊編碼和規約的統一，復雜電磁干擾環境下的新型智能儀表開發，新型故障診斷技術以及適應電力物聯網的數據挖掘技術，這些關鍵技術的成功開發和應用將會更加有效的保證泛在電力物聯網的建設和運營。

【關鍵詞】??? 泛在電力物聯網??? 故障診斷? 關鍵技術

物聯系網的基本定義時通過各種信息系統如：因特網、廣電網及通訊網，將可單獨尋址的物體實現互相連接，互相通訊的網絡。物聯網的技術體系包括設備編碼、識別、通信、傳感和加密解密等。在智能電網的建設中電力物聯網的主要架構有四層，感知層、傳輸層、平臺層和應用層。

一、泛在電力物聯網基本概念

國網在深化研究總結電力物聯網的建設經驗的基礎上，提出了泛在電力物聯網的概念，它的架構跟電力物聯網基本一致，主要針對電力系統中的各個環節，充分應用現代信息科學的新技術如移動互聯網，AI，5G實現電力系統運行狀態全面感知，數據高速處理，人機交互方便簡潔，底層應用響應速度快的智慧型的服務系統。泛在電力物聯網的感知層其傳感器裝備規模更大，覆蓋了電力系統的發電、輸電、配電、儲能和用能等各個環節中的設備及元件，其狀態監測數據更加詳實。在傳輸層融入了第五代通訊技術大幅提高了各種數據的傳輸速率優化了其傳輸方式。在數據層廣泛應用大數據技術實現數據統一管理。在平臺層各種AI技術得到廣泛應用，在應用層大力采用數據挖掘技術和各種人工智能技術充分向用戶提供優質服務，同時深入的發掘泛在電力物聯網的數據價值。

二、泛在電力物聯網中的關鍵技術

2.1通訊技術

由于泛在電力物聯網應用于電網的全環節，電網的發輸配儲用各環節設備多元件多，各種智能設備的應用將大大提高泛在電力物聯網的智能化程度，如要將電力物聯網中的各種設備聯系在一起，需要融入泛在電力物聯網的各對象擁有統一的標識和語義以及數據表達格式同時統一通訊接口，以減少泛在電力物聯網的開發和建設運行維護的難度。同時為了解決物聯網中各種元件生產廠家眾多，地址編碼可能會出現沖突的問題，開發統一的地址編碼器規則，并讓元件生產廠家依照分配的地址段生產元件可有效的解決地址沖突問題，或者時在元件開發的過程中其智能元件可按規約設定對應的邏輯地址。統一數據幀的格式使智能元件在所傳輸的數據能被中控設備準確接收，統一編解碼規則可加快中控設備的數據處理效率。統一的數據編碼和規約是泛在電力物聯網建設過程中的關鍵技術之一。

2.2智能儀表技術

隨著材料，機械，電子和信息技術等學科的不斷突破，在泛在電力物聯網建設過程中，其所需要的設備也將更多的結合相關學科的新工藝新技術，尤其是各種智能儀表的開發。結合現代通訊技術，各種基于5G的無線智能儀表將會在電力物聯網建設領域得到大量應用。這類型的儀表需要解決的問題主要是在復雜電磁干擾環境下的數據有效測量及可靠傳輸問題。面對日益復雜的電網結構其對數據采集的有效性提出了更高的要求，應用新的檢測原理，開發新的檢測傳感器也是電力物聯網建設過程中的關鍵技術之一。

2.3故障診斷技術

作為兩網基礎的堅強智能電網的建設，其主干特高壓網絡的可靠性要求越來越高，其智能配電網的響應性也要求越來越高。在泛在電力物聯網建設過程中，除了對電網全環節做到嚴密監控外，還要能夠對網中的設備故障做到及時診斷，及時相應。這就要求其故障診斷技術應該對電網故障位置鎖定快速，故障部位切除準確，利用各種人工智能技術如人工神經網絡和專家系統等參與故障判斷并給出維修建議，可有效的提高故障處置的效率。在電網狀態檢測過程中可利用現代信號處理技術如第二代小波分析技術，濾除電網設備運行過程中的干擾，及時發現電網設備出現的早期故障信號，可做到故障早發現早解決，既可以減少故障帶來的損失也可以使故障處理更從容更加有計劃性，對于電網中設備故障特征信號的提取也是泛在電力物聯網中設備故障診斷關鍵技術之一。

2.4大數據挖掘技術

泛在電力物聯網采集了大量的數據，針對這些數據分析其有用的價值，可以為能源調度優化，減少線路損耗，提高設備使用壽命打下基礎。同時針對綜合能源服務的數據挖掘，其與其他主體單位的共享共建還可以打開另一個盈利點為電網企業增加更多的收益。針對泛在電力物聯網的大數據挖掘技術也是其建設運行過程中的關鍵技術之一。

總結：泛在電力物聯網可將電網中的運行服務，電能供應和信息傳遞有機融合在一起。在建設過程中統一的數據編碼和規約，適應復雜強干擾環境的智能傳感器以及針對兩網特點的故障診斷技術，針對電力物聯網的大數據挖掘技術是建設過程中的關鍵技術，這些技術的開發將有效的保證泛在電力物聯網的建設和運行。

參? 考? 文? 獻

[1]楊挺，翟峰，趙英杰，盆海波.泛在電力物聯網釋義與研究展望[J].電力系統自動化，2019（13）：9-20+53