摘 要：進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，由此衍生出的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)經(jīng)過(guò)近20年的不斷探索和實(shí)踐，已經(jīng)形成一個(gè)獨(dú)立的全新技術(shù)體系，為社會(huì)各行各業(yè)的高效穩(wěn)定發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。而以物聯(lián)網(wǎng)為技術(shù)核心的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)借助大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)通信、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)物互聯(lián)與人機(jī)交互的美好愿景，將所有與電網(wǎng)相關(guān)的人、事、物和設(shè)備串連到一起，建立了電網(wǎng)一張圖、數(shù)據(jù)一個(gè)源、業(yè)務(wù)一條線的電力系統(tǒng)共享平臺(tái)?；诖?，著眼于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的主要特征，針對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果展開(kāi)了全面論述。

關(guān)鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng);關(guān)鍵技術(shù);特征;應(yīng)用效果

0 引言

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能電網(wǎng)技術(shù)的深度融合實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的高速傳遞、電力系統(tǒng)故障的快速應(yīng)急響應(yīng)以及電力能源的安全、穩(wěn)定、可持續(xù)供給，不僅建立了標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、規(guī)范化的電力系統(tǒng)，同時(shí)也為電力企業(yè)創(chuàng)造了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的主要特征

1.1? ? 實(shí)現(xiàn)了電力能源的全過(guò)程管理

借助于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)智能終端的深度感知系統(tǒng)，能夠同時(shí)獲取水、火、光、風(fēng)等多類型能源，使新能源布局發(fā)生了根本變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源的高效利用。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的多參量傳感集成技術(shù)能夠全面感知電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)，故障數(shù)據(jù)信息能夠及時(shí)傳遞到系統(tǒng)終端，為排除故障隱患爭(zhēng)取了大量寶貴時(shí)間。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能技術(shù)的融合，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了一個(gè)安全的運(yùn)行環(huán)境，保障了電力能源的穩(wěn)定輸送。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)采用邊緣計(jì)算、軟件定義終端、站端協(xié)同等關(guān)鍵技術(shù)，在配用電側(cè)方面，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)設(shè)備的靈活接入，保證互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)能夠精準(zhǔn)做出各項(xiàng)決策。結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)，能夠收集和存儲(chǔ)大量的用戶側(cè)數(shù)據(jù)信息，并且在電網(wǎng)側(cè)與用戶側(cè)之間構(gòu)建了一個(gè)數(shù)據(jù)互動(dòng)平臺(tái)，為用戶側(cè)提供精準(zhǔn)的用電數(shù)據(jù)信息[1]。

1.2? ? 信息子系統(tǒng)與電力物理子系統(tǒng)的深度融合

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明，目前我國(guó)的電力系統(tǒng)信息平臺(tái)，日采集數(shù)據(jù)信息量已經(jīng)達(dá)到60 TB，如此巨量的數(shù)據(jù)完全依托于大數(shù)據(jù)技術(shù)。但是，這些數(shù)據(jù)信息并未體現(xiàn)出實(shí)用價(jià)值，信息共享渠道并未開(kāi)啟，這主要是由于電力通信協(xié)議缺乏一套完備的數(shù)據(jù)描述模型。而借助于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的感知數(shù)據(jù)模型，能夠?qū)@些海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能化處理，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)測(cè)，并將信息子系統(tǒng)與電力物理子系統(tǒng)融合到一起，使數(shù)據(jù)信息得到高效利用，進(jìn)而為用戶側(cè)提供更加優(yōu)質(zhì)的增值服務(wù)。

2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1? ? 系統(tǒng)終端智能技術(shù)

通過(guò)感知數(shù)據(jù)統(tǒng)一模型和基于邊緣的數(shù)據(jù)聚合方法，能夠建立設(shè)備狀態(tài)參量模型，并且對(duì)傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，準(zhǔn)確定位故障位置。在系統(tǒng)終端中，數(shù)據(jù)與應(yīng)用分離往往借助于物聯(lián)代理的方法實(shí)現(xiàn)，這種方法能夠增強(qiáng)終端硬件的靈活性，支持軟件的加載與卸載。而邊緣計(jì)算智能技術(shù)，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力，能夠有效處理泛在電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣側(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，緩解主站以及云端的信息處理壓力，使系統(tǒng)終端實(shí)現(xiàn)智能自治控制。

2.2? ? 高精度傳感技術(shù)

應(yīng)用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不僅監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，而且監(jiān)測(cè)范圍廣、輻射面積大。這正是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的高精度傳感技術(shù)發(fā)揮了重要作用，即便在極端使用場(chǎng)景當(dāng)中，高精度傳感技術(shù)完全可以適應(yīng)該環(huán)境，為電力系統(tǒng)決策與協(xié)同調(diào)控提供大數(shù)據(jù)支持。

2.3? ? 第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

繼4G技術(shù)后，第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)橫空出世，由于該技術(shù)具有高效的通信能力與網(wǎng)絡(luò)連接能力，目前已經(jīng)迅速占領(lǐng)了移動(dòng)通信陣營(yíng)，并成為信息通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型期的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。5G技術(shù)支持10 Gbit/s級(jí)下行傳輸帶寬，支持千億數(shù)量級(jí)的設(shè)備超低延時(shí)連接，因此，5G技術(shù)也對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，使終端用戶與各種電力設(shè)備之間能夠零距離接觸[2]。

2.4? ? 低功耗無(wú)線接入技術(shù)

無(wú)線接入技術(shù)具有低功耗特性，是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用類型，為了確保低功耗無(wú)線接入技術(shù)具有良好的互換性與兼容性，目前電力系統(tǒng)常用的技術(shù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)包括3GPP Rel.13LTE Cat-NB1（NB-IoTs）以及Cat-M1（eMTC），其中NB-IoTs是低功耗低頻率技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，eMTC是低速率通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)可應(yīng)用于智能抄表以及移動(dòng)作業(yè)當(dāng)中，能夠有效減少技術(shù)與安裝維護(hù)成本，間接為電力企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。

2.5? ? 密碼技術(shù)

為了維護(hù)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)采用了終端身份鑒別、數(shù)據(jù)加密以及可信傳遞等技術(shù)措施，給電力系統(tǒng)中的用戶數(shù)據(jù)信息罩上了一層安全防護(hù)網(wǎng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的密碼技術(shù)基于安全通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、接口標(biāo)準(zhǔn)，建立了完善的安全控制機(jī)制、密鑰管理機(jī)制、認(rèn)證機(jī)制以及加解密機(jī)制，避免了數(shù)據(jù)信息的泄露風(fēng)險(xiǎn)。其中，在基礎(chǔ)層，結(jié)合芯片級(jí)物理信息泄露機(jī)理，將密碼技術(shù)、數(shù)據(jù)審計(jì)、態(tài)勢(shì)感知、區(qū)塊鏈等技術(shù)結(jié)合到一起，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的泛在可控，為全景數(shù)據(jù)信息構(gòu)建了一個(gè)安全的傳輸、存儲(chǔ)空間。

3 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果

3.1? ? 增加業(yè)務(wù)辦理透明度，提供個(gè)性化定制服務(wù)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建理念是“以客戶為出發(fā)點(diǎn)，以提升客戶滿意率為發(fā)展目標(biāo)”，進(jìn)一步完善了線上應(yīng)用平臺(tái)，廣大用戶可以利用共享平臺(tái)，隨時(shí)隨地查詢個(gè)人或單位的用電數(shù)據(jù)信息，同時(shí)，業(yè)務(wù)流程得到進(jìn)一步優(yōu)化，并且新增了多種服務(wù)功能。比如，客戶在購(gòu)置電動(dòng)環(huán)保汽車時(shí)，可以直接在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上進(jìn)行一鍵操作，就可以第一時(shí)間完成所有相關(guān)手續(xù)的辦理，業(yè)務(wù)辦理全程公允透明。此外，該系統(tǒng)的個(gè)性化定制服務(wù)能夠滿足不同人群的多種不同需求，人們足不出戶就可以進(jìn)行線上實(shí)時(shí)操控，大幅提升了業(yè)務(wù)辦理效率。

3.2? ? 提升電網(wǎng)運(yùn)行水平

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，可以直觀清晰地描述出站-線-變-戶的關(guān)系，提升了全網(wǎng)調(diào)度能力。當(dāng)電力系統(tǒng)中的輸配電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能夠迅速發(fā)出維護(hù)預(yù)警信號(hào)，而且系統(tǒng)的自治控制技術(shù)可以及時(shí)排除故障隱患，使電網(wǎng)始終保持穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3? ? 構(gòu)建綜合能源生態(tài)環(huán)境

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為制定一系列電力系統(tǒng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)提供了技術(shù)保障，這些標(biāo)準(zhǔn)能夠得到全產(chǎn)業(yè)鏈的普遍認(rèn)同，并且滿足了廣大客戶的基本需求。在一系列應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，整合上下游產(chǎn)業(yè)鏈、重構(gòu)外部生態(tài)大環(huán)境，進(jìn)而拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)聚合成長(zhǎng)，構(gòu)建一個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，既符合國(guó)家電力系統(tǒng)的生態(tài)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)促進(jìn)了電力系統(tǒng)的健康可持續(xù)發(fā)展[3]。

3.4? ? 構(gòu)建數(shù)據(jù)共享服務(wù)體系

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)統(tǒng)一了數(shù)據(jù)接口以及數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，建立了一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型與業(yè)務(wù)內(nèi)容全、共享范圍廣的數(shù)據(jù)中心，整個(gè)電力系統(tǒng)服務(wù)鏈條上的所有客戶均可以享有定制化服務(wù)，提升了數(shù)據(jù)應(yīng)用水平。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)全生命周期產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，針對(duì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域電力能源的消耗情況，制定一個(gè)科學(xué)的用能方案，為各行各業(yè)提供確鑿的數(shù)據(jù)參考。

4 結(jié)語(yǔ)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)既需要理論知識(shí)的支撐，同時(shí)需要工程實(shí)踐的堅(jiān)強(qiáng)保障。目前，我國(guó)已經(jīng)擁有世界上規(guī)模最大的電力專用通信信息系統(tǒng)，為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)與遠(yuǎn)景規(guī)劃奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，在注重集約化、智能化建設(shè)原則的基礎(chǔ)上，應(yīng)綜合考慮泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。此外，在構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)過(guò)程中，必須積極借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并與外界其他產(chǎn)業(yè)鏈建立長(zhǎng)期合作關(guān)系，實(shí)現(xiàn)多方共贏、平等互惠、協(xié)同發(fā)展的美好愿景。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 楊懷琴.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（29）：169-170.

[2] 侯秋宇.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施策略研究[J].數(shù)碼設(shè)計(jì)（上），2019（9）：153-154.

[3] 徐曉敏.基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究[J].企業(yè)改革與管理，2019（17）：61-62.

收稿日期：2019-11-05

作者簡(jiǎn)介：梁天宇（1991—），女，山西呂梁人，助理工程師，研究方向：電氣工程。