泛在電力物聯網發展形態與挑戰

李婭 李彤

【摘 要】隨著各領域的不斷進步，經濟技術迅猛發展是建立在大量消耗能源資源基礎上的，但是消耗的大量資源與能源中大多都是不可再生的，因此三型兩網政策成為我國電力行業的發展目標，建設泛在電力物聯網是該發展目標中的重要環節，該環節可以實現轉換新舊動能速度提升，打破當前發展瓶頸，具有十分重要的發展意義。

【關鍵詞】泛在電力;物聯網;發展形態;挑戰

引言

在我國，國家電網有限公司也提出了打造泛在電力物聯網的構想，預期通過物聯網的技術讓電力系統變得更加靈活，提高整體系統的感知度，從而提升電力系統在控制、調度方面的智能水平。

1泛在電力物聯網的基本概念

能源互聯網在發展的過程中需要泛在電力物聯網的支撐，并且泛在電力物聯網在適用的過程中能夠發揮有效的作用，并且廣泛存在能源互聯網的各個環節，其工作在過程中需要感知節點廣泛的布置設定，進而將互聯網數據的來源有效改善，并且將其轉化到用電側與發電側，溫度與濕度也會符合市場的需求與標準，合理實現共享電力生產，并且利用傳輸緩解電力，從而能夠全面感知智慧電力系統。可以將泛在電力物聯網看做現代發展的全新技術，進而能夠實現在線連接能源電力生產，以及明確消費各個環節的特性，電網在正常生產運行時更加便捷安全，促使電力系統實現全面感知的能力，并且能夠高效的處理數據信息，成為新時代先進的信息通信技術。

2泛在電力物聯網的技術挑戰

2.1傳感器的覆蓋不充分，電網仍存在監測盲區

當前，電網仍存在著許多監測盲區：輸電線路跨越的距離長，架設的環境復雜多變，天然具有分布式特性，而現階段對輸電線的監測只是選取了部分重要的節點和分段，遠遠達不到廣域監測的水平;配電網點多面廣，傳統的測量裝置存在體積大、成本高、功耗大、運維困難等不足，無法全面鋪開安裝;低壓用電信息沒有全面打通，物人互聯的技術尚未突破，用戶參與程度較低。為消除監測盲區，傳感器技術的提升是一大挑戰。對于輸電線監測，采用分布式的傳感器（例如光纖測溫），準實時獲取沿線的微氣象、微地形、微圖像，輔以大數據分析和人工智能識別技術，全面提高線路監測效果，實現輸電線的廣域監測;對于配電網監測，加強小微傳感器的開發與實用化，以體積小、成本低、功耗小、運維方便等優異特性適應配電網點多面廣的監測需求;對于用電監測，通過傳感器連接各種用電終端，或者采用非侵入式負荷監測的方式，與用電終端、用戶產生連接。

2.2數據模型和通信標準沒有統一，信息孤島難以消除

電網已推廣應用多個自動化系統和通信信息平臺，不同系統平臺的建設規范不同，數據無法有效共享和管理，形成信息孤島;另外，配電網的設備制造廠商眾多，不同廠商沒有遵循統一的數據模型和通信標準，導致配電網的數據管理比較混亂，信息網絡十分復雜。因此，需制定統一的數據模型和通信協議，要求新投運的系統平臺和設備必須遵循標準;同時，對于已投運的系統平臺設備，提出數據模型和通信協議的便捷轉換技術。從增量和存量2個方面改進，消除信息孤島，實現對數據的統一管理。配電物聯網在標準化、數據化、業務軟件定義等方面將對新的產業生態帶來重要的促進作用。另外，針對配電網通信條件較差的現狀，利用配電網電線桿塔等基礎設施構建5G基站，將更加有利于配電物聯網的發展。

2，3數據分析智能化程度低，用電數據價值尚未被有效挖掘

電網有上億的用戶，其數據是非常有價值的。一方面，海量的用戶數據使得電網公司可以充分認識用戶的特性，可以為電網公司削峰填谷、提高電網利用率、節能降耗、防范竊電、低壓運維、系統規劃帶來新的技術支撐手段;另一方面，基于物聯網的智能用電可以為用戶提供更好的用電服務和增量服務，例如用戶節能、用電安全、電氣防火、電器控制、共享充電與停車、快速復電、DG運維管理、需求響應等。但是，目前這些數據的價值還未得到充分的挖掘，其中一個重要的原因是數據分析智能化程度低。只有對用戶的數據進行多方面的深入挖掘，才能釋放其價值，實現低壓拓撲自動識別、低壓故障精確診斷、電能質量有效控制、線損精益化管理、竊電偵查與管理、細顆粒度負荷預測、光儲一體調度、車輛到電網（vehicle-to-grid，V2G）、柔性負荷控制與需求側響應，以及用戶增值服務（如金融）等目標，為各行業發展規劃與決策提供重要支撐。因此，需要加強用電大數據應用建模與智能算法研究，據此掌握用戶行為規律，挖掘用電信息價值。

3泛在電力物聯網的發展形態

3.1關于應急通信

發生應急通信的地點與時間并不是固定不變的，因此就不能在這一情況下明確事故具體發生時間，這樣也就使指揮中心和事故發生地之間的聯系難度加大。一般情況下相關工作人員到達事故出現地點需要詳細檢查存在的問題，并利用視頻或者電話等形式將事故現場的具體情況傳達給指揮中心，這類溝通方式在事故發生現場只會使事故處理時間增多。但是物聯網技術在該領域的推廣應用降低了指揮中心工作調配的難度，物聯網技術在指揮中心的有效運用可以監測設備與電網的運行情況，一旦存在各類問題和隱患就可以利用物聯網技術明確事故發生位置，并有效明確現場配件和設備的損壞情況。

3.2關于智能電網

感知層是物聯網達到交換信息、連接物體的關鍵，通常情況下主要有延伸通信層面和控制感知層面兩種類型，主要是控制并辨別智能信息和連接物理實體的功能。例如控制層面在智能電網中通過對智能設備的采集和安裝從而有效獲取電網信息，但是通過對通信行業的有效延伸、光纖通信和無線傳感技術從而在線監測電網運行信息和設備運行動態，確保電網智能化安全性和可行性得到不斷增強。利用創建電網對電力光纖網絡和載波通信、其他無線網技術有效敷設過程中有效傳輸感知層獲取的信息，并對互聯網傳輸安全性給予保障，避免外力因素影響電網通信效果。應用層面則有各類高級應用和電網基礎設施，各類應用環節離不開基礎設施對信息資源有效協調的大力支持，應用試驗智能運算技術對電網中的諸多環節進行設計，監督物聯網技術的運用、射頻識別與編碼標識的生命周期管理，有效實現智能化家居應用，并在創建智能化電網過程中發揮積極作用。

3.3關于設備狀態監測運用

監控設備運行狀態的具體領域除了檢修狀態之外，大多使用的都是物聯網技術，最關鍵的環節是在線檢測運用配電網。在創建配電網自動化及系統架構過程中，有效運用以太網無源光網絡技術、無線局域網或者配單線路載波通信等技術感知并獲取新動態，與此同時也可以對遠程監測配電網設備這一問題進行有效解決，并且涵蓋了施工人員的身份識別、管理電子票證和遠程交流互動等，可以對標準化作業以及狀態檢修等環節的安全進行提供有效輔導。

結語

總而言之，隨著技術與體制的不斷完善，泛在電力物聯網的應用能夠為人們帶來眾多的方面，并且能夠根據用戶的需求制定合理的方案。雖然泛在電力物聯網仍然處于發展階段，但面對5G技術的到來，促使泛在電力物聯網的發展得到支撐，廣泛的服務于社會各界。

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（作者單位：山西晉城供電公司）