鄧學(xué)飛 劉洪華

摘 要：文章先針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行簡要概述，分析其構(gòu)成體系；隨后，基于物聯(lián)網(wǎng)平臺、智能芯片等方面，針對此類物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)開展詳細(xì)研究，同時，基于數(shù)據(jù)分析及業(yè)務(wù)壁壘等角度針對此類物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中的困難環(huán)節(jié)加以闡述；最后針對其現(xiàn)實需求及應(yīng)用前景開展探討分析，以期為促進(jìn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展做出一些貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用前景；建設(shè)難點

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）15-0187-02

0 引言

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)主要指核心為電力系統(tǒng)，經(jīng)由云平臺技術(shù)以及智能終端傳感器等多個部分的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng)，主要包括融合創(chuàng)新、全息感知等特點。隨著電網(wǎng)繁瑣程度的日益增加，傳統(tǒng)電網(wǎng)形態(tài)已經(jīng)無法支撐當(dāng)今時代背景下的電網(wǎng)發(fā)展，有必要通過有效應(yīng)用泛在物聯(lián)技術(shù)的方式，對現(xiàn)下的電力系統(tǒng)加以優(yōu)化和改良，對推動國家電網(wǎng)發(fā)展存在積極影響。

1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

1.1 特征分析

此類物聯(lián)網(wǎng)主要以現(xiàn)存的通信技術(shù)及電網(wǎng)實體為基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)差異化能源系統(tǒng)的商業(yè)互聯(lián)、物理互聯(lián)等的融合，存在開放共享及泛在連接等特點。其中，開放共享具體為基于智能技術(shù)在相應(yīng)平臺中針對數(shù)據(jù)開展管理及共享操作，存在促進(jìn)數(shù)據(jù)貫通、提升信息挖掘及數(shù)據(jù)質(zhì)量的作用；泛在連接具體為經(jīng)由移動網(wǎng)絡(luò)或者電力專網(wǎng)，不受時間、空間限制的，對相應(yīng)電力系統(tǒng)中用戶的數(shù)據(jù)及設(shè)備等開展的連接操作[1]。

1.2 建設(shè)目標(biāo)

將此類物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)優(yōu)勢良好的發(fā)揮出來，是對其開展建設(shè)操作的本質(zhì)目標(biāo)。電力數(shù)據(jù)來源的種類較多，可經(jīng)由多種時間空間尺度及類型不同的監(jiān)測及控制等操作產(chǎn)生。針對這些數(shù)量尤為龐大的數(shù)據(jù)開展深入的挖掘及有效分析，是創(chuàng)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本目的。由于數(shù)據(jù)的服務(wù)對象多存在較大差異性，因此，該物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的第二階段目標(biāo)即為破除數(shù)據(jù)壁壘，開展高質(zhì)量的差異業(yè)務(wù)貫通操作。最后一個階段為促使電力數(shù)據(jù)在各領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，創(chuàng)建和宣傳無行業(yè)參與限制的商業(yè)模式。

2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的原型為智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)強調(diào)的是常見存在自主條件及適應(yīng)能力，且可以開展智能判斷操作的支持分布式管理及多種能源共同聯(lián)網(wǎng)的智能化系統(tǒng)，簡單來講，即為兼容應(yīng)用及能源替換。從本質(zhì)意義上來講，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)主要指針對龐大電力數(shù)據(jù)開展的有效、穩(wěn)定利用操作，主要包括四層體系結(jié)構(gòu)。

2.1 5G及LPWA

想要對龐大的電力信息開展有效的傳輸操作，理應(yīng)重視對一體化通信網(wǎng)絡(luò)開展合理化應(yīng)用。電力系統(tǒng)覆蓋的地域較廣，其中也包含冰原、高山等環(huán)境條件較為復(fù)雜的區(qū)域，導(dǎo)致通信網(wǎng)絡(luò)無法實現(xiàn)有效的全區(qū)域覆蓋，相關(guān)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)也無法得到有效傳輸。現(xiàn)如今存在的兩種物聯(lián)網(wǎng)主流技術(shù)包括：基于LPMA及5G的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、基于電力載波及工業(yè)以太網(wǎng)的有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)存在極為廣泛的分布范圍，且通常具有較強的分散性，個別區(qū)域供電及連接的難度相對較大，且采集的頻次相對較低。以往應(yīng)用的有限網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無法發(fā)揮作用，所以，想要開展有效的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通信操作，需要重視對基于無線網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代通信技術(shù)加以有效應(yīng)用[2]。

眾所周知，5G是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的起源，差異化場景下的5G切片網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對泛在連接及電力系統(tǒng)全息感知的解決具有重要作用。針對毫秒級精準(zhǔn)負(fù)荷控制等業(yè)務(wù)而言，可考慮利用URLLC切片；針對存在高清視頻反饋需求的無人機遠(yuǎn)程巡檢等業(yè)務(wù)，可利用eMBB增強移動寬帶切片。

2.2 智能芯片

電力系統(tǒng)發(fā)展腳步逐漸加快，各種新型的用電、變換及監(jiān)測設(shè)備在電力系統(tǒng)中具有了越來越廣泛的應(yīng)用，此類設(shè)備的運行通常伴隨著海量的數(shù)據(jù)生成。現(xiàn)如今大多負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)的設(shè)備依舊是以傳動為核心的工業(yè)化采集設(shè)備，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性無法得到保證，終端設(shè)備智能化程度較低。通過應(yīng)用融合了智能芯片的微型智能終端及傳感設(shè)備可對上述問題加以良好解決，此類設(shè)備不僅存在外觀小巧、精度較高等特點，也能夠開展高質(zhì)量的設(shè)備數(shù)據(jù)采集及傳輸操作，同時，經(jīng)由本地邊緣計算的方式，大幅度提升終端智能化程度，在相應(yīng)區(qū)域中開展有效的自我控制，不用再如同以往所應(yīng)用設(shè)備一般只能依靠遙測遙信功能，可有效發(fā)揮遙控功能?，F(xiàn)如今的“寒武紀(jì)”及“Edge TPU”芯片等，均可以針對數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)信息開展有效處理及邊緣計算操作，此類芯片的產(chǎn)生和發(fā)展對推動終端智能化及全息感知的實現(xiàn)進(jìn)程存在積極意義。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)平臺

在電力系統(tǒng)中數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)和一體化數(shù)據(jù)平臺加以連接以后，經(jīng)由針對數(shù)據(jù)信息開展的深入挖掘及科學(xué)分析的方式，大幅度提升了電力信息的實際利用率及相關(guān)各種利用操作的有效性。上述提及的一體化數(shù)據(jù)平臺需要存在較為優(yōu)良的云端計算及大數(shù)據(jù)處理功能，并可以針對相應(yīng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)的各種故障類問題開展有效的智能診斷操作?，F(xiàn)如今的移動OneNET及“天工”物聯(lián)網(wǎng)平臺等的實踐應(yīng)用操作均處在不斷摸索和嘗試的過程中。

3 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用前景

一些泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)如今在多個領(lǐng)域中具有較為廣泛的應(yīng)用，包括電網(wǎng)資產(chǎn)評估過程中的實物ID等，一些技術(shù)由于落地條件不夠成熟，依舊需要針對如何開展有效的宣傳和推廣開展進(jìn)一步研究。針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)開展有效的應(yīng)用及宣傳，對推動智能化電力傳感器及芯片的研究開發(fā)存在積極影響，同時，有助于促使各環(huán)節(jié)物聯(lián)網(wǎng)管理平臺創(chuàng)建工作的實效性更好的發(fā)揮出來，最終達(dá)成實現(xiàn)對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)建存在的指導(dǎo)性意義的多項行業(yè)及國家標(biāo)準(zhǔn)的制定目的。

3.1.1 促進(jìn)電網(wǎng)運行經(jīng)濟性及安全性提升

現(xiàn)如今我國電網(wǎng)在具體開展各環(huán)節(jié)運行操作的過程中，調(diào)節(jié)能力較差、能源分布不均等問題較為突出。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可經(jīng)由有效發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實效性的方式，對上述問題加以合理解決，有效提升電力系統(tǒng)整體運行穩(wěn)定性及安全性。具體而言，首先，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開展功率預(yù)測系統(tǒng)及風(fēng)能等的研究、開發(fā)操作，創(chuàng)建起火電機組支撐的一體化能源調(diào)控體系。其次，應(yīng)用電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，創(chuàng)建IDMS，促使運行管理及控制改良及智能巡檢等均可以在線完成。針對無法開展線上操作的現(xiàn)場作業(yè)等，可積極利用在線監(jiān)督及電子身份認(rèn)證等方式，有助于提升人員利用率，促進(jìn)工作實效性提升[3]。

3.1.2 數(shù)據(jù)增值服務(wù)

此類服務(wù)主要指對針對大量的數(shù)據(jù)開展的合理應(yīng)用，針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)開展的數(shù)據(jù)增值服務(wù)具體包括如下幾種：

第一，數(shù)據(jù)租售?？蒲袡C構(gòu)及金融行業(yè)等，對電力處理或原始數(shù)據(jù)等的需求通常較為旺盛?；诰W(wǎng)絡(luò)安全的前提下，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)不用再以數(shù)據(jù)為行業(yè)壁壘，經(jīng)由數(shù)據(jù)租售的方式，便可以起到有效推動行業(yè)發(fā)展的目的，同時，對此類物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)優(yōu)化也存在積極影響。

第二，數(shù)據(jù)衍生業(yè)務(wù)。大數(shù)據(jù)時代背景，大量高質(zhì)量的數(shù)據(jù)在多個領(lǐng)域中都可發(fā)揮較高的實效性作用，此類物聯(lián)網(wǎng)基于自身海量的用戶數(shù)據(jù)及用戶基數(shù)，在開拓互聯(lián)網(wǎng)金融流量入口等操作實施的過程中可發(fā)揮較高實效性。

第三，推動行業(yè)融合。在現(xiàn)如今的多數(shù)工商行業(yè)中，對電力大數(shù)據(jù)的應(yīng)用都較為廣泛?；陔娏?shù)據(jù)自身存在特征，熱氣及冷氣等行業(yè)在具體開展各環(huán)節(jié)生產(chǎn)活動改良及調(diào)整操作，設(shè)計科學(xué)化生產(chǎn)工序等操作的過程中，均可以通過對其加以有效應(yīng)用的方式實現(xiàn)相應(yīng)目的，同時，有助于推動和電力行業(yè)的協(xié)同合作進(jìn)程，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。

3.2 典型應(yīng)用

在具體開展配電網(wǎng)在線監(jiān)測及遠(yuǎn)程抄表等操作的過程中，物聯(lián)網(wǎng)都具有較為廣泛的應(yīng)用，效果也較為優(yōu)良。隨著時代的不斷發(fā)展，智慧城市及智能交通等新型業(yè)務(wù)的開拓和發(fā)展，對促進(jìn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展也起到了積極影響。下文將主要以智能家居系統(tǒng)為例，針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用開展具體分析。

人們生活品質(zhì)不斷提升，人們對居住條件的要求越來越高，對智能化的需求也日益旺盛，這也是智能家居環(huán)境中泛在電力物聯(lián)網(wǎng)得到廣泛應(yīng)用的主要原因?；诋?dāng)今時代背景下，智能家居系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)的主要職能為針對相應(yīng)居住環(huán)境具有的安全性高低開展監(jiān)督及監(jiān)測，包括監(jiān)測一些有害的煙霧和氣體等，同時，也可以通過遠(yuǎn)程控制家用電器等的方式，提升居民生活便捷性。同時，隨著人們對家居環(huán)境提出要求的逐漸提高，個別學(xué)者在具體開展家電設(shè)備改良調(diào)控操作時，針對智能家居網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相關(guān)的各種安全性問題開展重點研究。同時，提出了以混沌理論及預(yù)測為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備檢測算法，也稱之為混沌算法，主要在分布式拒絕服務(wù)攻擊等的識別過程中發(fā)揮作用，主要目的為促使物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)處于安全性更高的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中[4]。

同時，也有學(xué)者在文獻(xiàn)中提出了一種以同態(tài)價目為基礎(chǔ)的交替方向乘法器方法，主要經(jīng)由分布式手段開展實際的家電調(diào)度優(yōu)化操作，可在有效保護(hù)用戶私密信息的同時，完成家電設(shè)備的調(diào)度操作，此外，經(jīng)由大量的數(shù)據(jù)分析及仿真研究操作，對自身提出調(diào)度計劃加以證明，得出該調(diào)度計劃可在確保用戶隱私不泄露的前提下，大幅度減少電力成本。經(jīng)由智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)處理及共享操作的有效開展，電力用戶及電網(wǎng)間可開展合理的互動及溝通，基于相關(guān)文獻(xiàn)中指出的可實現(xiàn)智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)大量獲取及創(chuàng)新分析操作的新型智能平臺，主要依靠云系統(tǒng)及霧節(jié)點發(fā)揮實效性的方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的驅(qū)動，同時，對各種離線及在線數(shù)據(jù)的分析、處理等具備較高繁瑣性的問題開展合理解決。

隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，智能家居系統(tǒng)勢必會更好的發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)實效性，促使一些普通的家用電力設(shè)備具備更為優(yōu)良的適應(yīng)及感知能力，推動其智能化發(fā)展進(jìn)程，如此一來，經(jīng)由實時獲取相關(guān)信息及科學(xué)設(shè)計各種用電措施的方式，便可以大幅度降低各種能源浪費及電力成本增加等問題，甚至可經(jīng)由調(diào)取和分析歷史數(shù)據(jù)的方式，針對用戶的各種用電行為開展合理的指導(dǎo)及評價，基于用戶現(xiàn)實需求，有針對性的設(shè)計出專屬用電服務(wù)等。上述操作對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)智能化要求相對較高，有必要針對如何進(jìn)一步縮小相關(guān)設(shè)備尺寸、提升無線連接質(zhì)量等開展有效研究。

4 結(jié)語

經(jīng)由上述分析，可以得知，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)主要是經(jīng)由各電力系統(tǒng)開展的人物信息及設(shè)備信息交互的方式，維系能源消耗及生產(chǎn)的實時平衡，確保電網(wǎng)運行的安全性及經(jīng)濟性，同時，對提升電力市場開放性，促使電網(wǎng)資產(chǎn)評估不斷趨于清晰化也存在積極影響，有效推動泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，對提升我國能源產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展實效性提升具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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