面向智能電網(wǎng)的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用

謝康

摘要：智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)作為具有重要戰(zhàn)略意義的高新技術(shù)和新型產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)引起了世界各國的高度重視，美國、日本等發(fā)達(dá)國家紛紛將其列為國家戰(zhàn)略。我國政府也極其重視，不僅將物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)上升為國家戰(zhàn)略，而且在產(chǎn)業(yè)政策、重大科技項目支持、示范工程建設(shè)等方面進(jìn)行了全面部署。智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，不僅能夠創(chuàng)造一大批原創(chuàng)性的具有國際領(lǐng)先水平的科研成果，打造千億級的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，占領(lǐng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的世界制高點，也將大大促進(jìn)信息通信、智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的相互滲透和深度融合。建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，引領(lǐng)以信息化、自動化、互動化為基本特征的、以全方位多維深度感知為基礎(chǔ)的新一輪電力工業(yè)革命，促進(jìn)電力工業(yè)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

引言

伴隨著堅強(qiáng)智能電網(wǎng)概念的提出，許許多多與智能電網(wǎng)相關(guān)的新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，而面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)只是其中之一。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，將大力推動泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，就是圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，充分應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)通信技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。從某種意義上來說，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是社會不斷發(fā)展的必然結(jié)果，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效應(yīng)用能夠整合優(yōu)質(zhì)資源，在這個基礎(chǔ)之上提高電力通信水平，為根本性改善新形勢下電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的利用率奠定堅實基礎(chǔ)。與此同時，利用互聯(lián)網(wǎng)的各項感知技術(shù)能夠有效獲取其各個環(huán)節(jié)的相關(guān)信息，進(jìn)而實現(xiàn)實時監(jiān)控的目的，確保電力系統(tǒng)的高效、安全、可靠運(yùn)行，而這也正是本文研究的關(guān)鍵所在。

一、面向智能電網(wǎng)的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)

智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展將深深影響我們的生活，提升我們的生活品質(zhì)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電廠、電網(wǎng)以及智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)之間的互聯(lián)，也將實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶及終端設(shè)備的互聯(lián)，將使世界更小，溝通更暢通，生活更智能、更節(jié)能。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有提綱挈領(lǐng)的作用，是其他層面技術(shù)的整合。面向智能電網(wǎng)

的物聯(lián)網(wǎng)分為三個層次：

1.1感知層

感知能力已成為物聯(lián)網(wǎng)的基本要素。它主要是利用各種射頻識別技術(shù)、傳感器、微機(jī)電系統(tǒng)和二維碼技術(shù)等，對信息進(jìn)行收集。感知層收集信息后利用模式識別等技術(shù)進(jìn)行自動化信息識別。在有線和無線通信基礎(chǔ)上對監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞，保證運(yùn)行的數(shù)據(jù)安全可靠且滿足傳輸效率需求。

1.2網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)是傳遞采集、識別以及控制的信息，也可以稱之為傳輸層。為了保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)覆蓋全面和精確，網(wǎng)絡(luò)層以電力光纖網(wǎng)為主，輔以通信網(wǎng)、無線網(wǎng)、寬帶網(wǎng)，連接物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)專用通信網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)需要靈活采用通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和設(shè)備接入。接入網(wǎng)和核心網(wǎng)組成的網(wǎng)絡(luò)層保證了物聯(lián)網(wǎng)與電網(wǎng)專用通信網(wǎng)絡(luò)的高速和雙向。

1.3應(yīng)用層

應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)對獲得的信息進(jìn)行存儲、挖掘、計算、整理、呈現(xiàn)等，高級

應(yīng)用還可以給出智能的分析結(jié)果，為作業(yè)人員、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)提供決策參考。應(yīng)用層的基礎(chǔ)設(shè)施為智能電網(wǎng)提供通用基礎(chǔ)服務(wù)、信息處理及資源調(diào)用接口。面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)涉及智能電網(wǎng)的發(fā)電、輸電、配電、用電等各個環(huán)節(jié)。為了電網(wǎng)智能化的控制、決策和服務(wù)，運(yùn)用智能計算、模式識別、邊緣計算、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)實現(xiàn)對電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析整合處理，最終為綜合能源服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。

二、新形勢下泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)生產(chǎn)檢修中的應(yīng)用

智能電網(wǎng)是一個非常復(fù)雜且強(qiáng)大的系統(tǒng)，需要各種高新技術(shù)和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)做支撐，因而需要擁有一個準(zhǔn)確、高效的管理體系進(jìn)行管理，才能夠確保相關(guān)工作的順利進(jìn)行。物聯(lián)網(wǎng)所具備的射頻識別技術(shù)能夠在特定條件下識別不同標(biāo)簽，對每一種物件進(jìn)行無誤跟蹤。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)的生產(chǎn)和設(shè)備檢修中不僅能夠提升其工作效率，某種程度上還能夠提升其準(zhǔn)確率。例如：對于智能電網(wǎng)中的輸電設(shè)備可以貼上物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)簽，這樣工作人員就可以通過相關(guān)設(shè)備觀察到設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，倘若出現(xiàn)故障能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決，為智能電網(wǎng)設(shè)備的管理提供便利。再者，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中不僅能夠滿足其生產(chǎn)和設(shè)備檢修高層次要求，還能夠?qū)崟r采集設(shè)備電流、功率等相關(guān)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)之上對設(shè)備的過載、重載情況進(jìn)行統(tǒng)計分析。物聯(lián)網(wǎng)的另一個特點就是在有網(wǎng)絡(luò)情況下手持終端便能夠進(jìn)行相關(guān)工作，智能電網(wǎng)的工作人員也能夠?qū)嵭羞h(yuǎn)程信息交流。從另一方面來說工作人員能夠在最短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)在某個地方出現(xiàn)故障，能夠?qū)⑿畔鬏斚嚓P(guān)部門，便于工作人員及時處理設(shè)備故障，為電力系統(tǒng)的高效、平穩(wěn)運(yùn)行創(chuàng)造條件。

2.2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中的應(yīng)用

智能電網(wǎng)系統(tǒng)涉及范圍比較廣，因此其運(yùn)行難度相對來說也比較大。換一種方式來說，智能電網(wǎng)的運(yùn)行需要實時監(jiān)控與預(yù)警，我們都知曉物聯(lián)網(wǎng)感知層存在多種傳感器的終端設(shè)備，而這些傳感器的終端設(shè)備能夠獲取所需要數(shù)據(jù)，知曉電網(wǎng)的各種運(yùn)行狀態(tài)，根本性實時監(jiān)控智能電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效應(yīng)用到智能電網(wǎng)中還能夠?qū)庀笏牡冗M(jìn)行檢測，從表面上來看這些數(shù)據(jù)沒有實質(zhì)性意義，但是從深層意義上來說這些數(shù)據(jù)能夠為智能電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測提供理論依據(jù)，為制定出行之有效的電力系統(tǒng)調(diào)度計劃創(chuàng)造條件，為智能電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

2.3泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)營銷業(yè)務(wù)中的應(yīng)用

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中可以優(yōu)化其電源管理和儲能管理，而這兩項業(yè)務(wù)主要是依靠通信信道、主站以及智能監(jiān)控。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中可以實現(xiàn)智能家居服務(wù)。智能家居顧名思義就是遠(yuǎn)程監(jiān)控家庭用電，一定程度上能夠減少電能浪費，在節(jié)能方面發(fā)揮著積極作用。智能家居在特定條件下，用戶通過某種終端同家里面的用電設(shè)備有效連接起來，是智能家居環(huán)境的再造，在各方面都得到保障的基礎(chǔ)上利用終端設(shè)備查看用戶用電情況，這樣就能夠?qū)崟r監(jiān)控家庭用電情況。智能家居作為智能電網(wǎng)的一項特殊且重要的業(yè)務(wù)，從某種意義上來說拓寬和延伸了其營銷渠道，更是綜合能源服務(wù)的具體體現(xiàn)。值得一提的是，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)中還能夠?qū)τ脩粜畔⑦M(jìn)行監(jiān)控，在采集和整理信息的同時，為用戶提供更多優(yōu)質(zhì)服務(wù)，為整體提升智能電網(wǎng)的形象提供了可能，相應(yīng)的智能電網(wǎng)競爭力也得到大力提升。

三、結(jié)語

隨著電力工業(yè)和人工智能等新技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電網(wǎng)建設(shè)受到了人們的廣泛關(guān)注，智能電網(wǎng)對信息化、自動化和互動化有著較高要求，那么就需要將先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)中，從而推進(jìn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。實踐研究表明，通過融合滲透智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，可以對通信基礎(chǔ)設(shè)施資源、電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施資源和用戶終端設(shè)備資源進(jìn)行有效的整合，電力系統(tǒng)運(yùn)行的信息化水平得到提高，更加高效安全的使用電能。接下來，還將深入研究，對智能電網(wǎng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用方案和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)方案進(jìn)行健全和完善。

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