泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展綜述

蔣新宇 重慶郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

1 引言

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是電力網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的共同發(fā)展與技術(shù)融合之下的產(chǎn)物。物聯(lián)網(wǎng)的概念提出還要追溯到1999 年，麻省理工學(xué)院的Ashton 教授在全世界范圍內(nèi)第一次提到了物聯(lián)網(wǎng)的概念，但物聯(lián)網(wǎng)在官方層面上的正式提出是在2005 年，是國際電信聯(lián)盟組織刊登的關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的介紹。從此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展開始走上了快車道，物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)物也開始逐漸進(jìn)入人們的視野。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，也得益于國家對(duì)電力系統(tǒng)的重視，電力物聯(lián)網(wǎng)自然也就出現(xiàn)了。

2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系

依托于互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國率先實(shí)現(xiàn)了將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)以及強(qiáng)大的智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合運(yùn)用到一起，組成從用戶數(shù)據(jù)到企業(yè)業(yè)務(wù)的智能電力物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。

2.1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)

全域性：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)有著互聯(lián)網(wǎng)的基因，能夠統(tǒng)籌所有可以通信的資源，將其整合連接到一起，構(gòu)建出實(shí)時(shí)性與互聯(lián)性極高的系統(tǒng)。

泛在性：因?yàn)橛凶钋把氐膫鞲衅骷夹g(shù)與網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多種場(chǎng)景的感知物聯(lián)網(wǎng)，以靈活地應(yīng)對(duì)不同級(jí)別的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。這種優(yōu)勢(shì)不僅能夠讓用戶自由選擇調(diào)配量級(jí)，實(shí)現(xiàn)主體與主體之間的信息互通，又能提供數(shù)據(jù)層面的支持以優(yōu)化調(diào)度服務(wù)。

開放性：由于實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通，在整個(gè)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)平臺(tái)上也就可以互相共享脫敏性數(shù)據(jù)，構(gòu)建出一個(gè)能夠服務(wù)于不同行業(yè)、不同平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享型網(wǎng)絡(luò)，充分體現(xiàn)出互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下數(shù)據(jù)的價(jià)值與意義。

創(chuàng)新性：借助于迅速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)，我們能夠完全利用智能電網(wǎng)的協(xié)調(diào)作用與樞紐特性實(shí)現(xiàn)不同來源的數(shù)據(jù)完美融合。從而以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出以數(shù)據(jù)為核心競(jìng)爭(zhēng)力的其他創(chuàng)新型產(chǎn)品，充分挖掘系統(tǒng)的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)多方的互利共贏。

2.2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

根據(jù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的體系和架構(gòu)，可以使用不同的層級(jí)來對(duì)它進(jìn)行分類。主要包括：全息感知層、泛在網(wǎng)絡(luò)層、共享平臺(tái)層以及多元應(yīng)用層等4 個(gè)不同的等級(jí)。

全息感知層：主要對(duì)象不是電力泛在物聯(lián)網(wǎng)，而是其中的智能終端單元。它的存在為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了各種可能性，用戶可以借助終端單元的可操作性來縱向延伸物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)范圍。

泛在網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它能夠?yàn)樾畔踩珎鬏斕峁┳羁煽康幕颈Ｕ稀Ｍ瑫r(shí)又能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的互通和資源的調(diào)度，為系統(tǒng)滿足復(fù)雜的業(yè)務(wù)需求提供了更多可能性。

共享平臺(tái)層：系統(tǒng)不僅能夠?qū)Σ煌瑏碓吹臄?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)地監(jiān)控，資源合理調(diào)用，智能維護(hù)等操作，還可以利用深度學(xué)習(xí)的技術(shù)，學(xué)習(xí)用戶的行為習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)資源調(diào)度的自動(dòng)化。

多元應(yīng)用層：應(yīng)用層能夠提升系統(tǒng)業(yè)務(wù)的多樣性和創(chuàng)新性。借助于平臺(tái)層在數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用層可以設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)能源、生產(chǎn)以及服務(wù)等不同業(yè)務(wù)的融合，提升整個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化。

3 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，使用了多領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。涉及的領(lǐng)域包括了大數(shù)據(jù)、5G 技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等創(chuàng)新技術(shù)。

大數(shù)據(jù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)有著十分積極的推動(dòng)作用，這不僅體現(xiàn)在數(shù)據(jù)層面的支持，更能體現(xiàn)在智能化方面的推動(dòng)。我們可以通過對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，充分理解業(yè)務(wù)特點(diǎn)，從而提高物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)領(lǐng)域的工作效率。

在通信系統(tǒng)方面，由于物聯(lián)網(wǎng)提出了人與人、物與物之間高度互聯(lián)的需求，這迫使通信系統(tǒng)必須具備大容量、低延時(shí)、超高速的信息傳輸能力。在容量方面，由于5G 技術(shù)已經(jīng)在頻譜、頻譜效率和帶寬上使用了三維模式，這使得通信系統(tǒng)能夠輕易建立起容量立方體。在低延時(shí)方面，物聯(lián)網(wǎng)的許多應(yīng)用場(chǎng)景都都要求通信系統(tǒng)具備非常低的延時(shí)，比如遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域[3]。由于5G 通信系統(tǒng)將蜂窩區(qū)再次進(jìn)行劃分為若干小區(qū)，從而能夠?qū)⑿畔鬏數(shù)木嚯x大大縮短，有效降低網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)。不僅如此。通信系統(tǒng)的能耗問題一直是困擾人們的難題，傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的耗電量達(dá)到了全球耗電總量的5%，具備的低能耗優(yōu)點(diǎn)的5G 技術(shù)將成為提高系統(tǒng)工作效率的關(guān)鍵。

在機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)方面，由于具備大數(shù)據(jù)的支持，系統(tǒng)可以使用海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練出適用于各種場(chǎng)景的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，進(jìn)一步提高電力物聯(lián)網(wǎng)的智能化程度。

4 結(jié)語

如今，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展給各行各業(yè)帶來了機(jī)遇，這是國家電網(wǎng)公司在我國電力行業(yè)作出的重大進(jìn)步，不僅對(duì)國家能源物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)起到了表率作用，更對(duì)我國電力系統(tǒng)行業(yè)的進(jìn)步影響深遠(yuǎn)。在不遠(yuǎn)的將來，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)向著更加智能化的方向發(fā)展。