电力物联网关键技术及应用前景

电力物联网关键技术及应用前景

陈劲达

国网黑龙江省电力有限公司大庆供电公司 黑龙江省大庆市 163458

摘要：在我国城市化发展过程中，电力企业发挥了巨大的推动作用，电力企业与国民生产生活密切相关，同时也是我国的重要能源行业之一。所以，提升电力输电配电系统的安全平稳运行能力具有一定的现实意义。本文以电力物联网关键技术及应用前景为研究对象进行分析，以应用物联网技术为出发点，讨论电力物联网关键技术，并对其应用前景进行分析。

关键词：电力物联网；关键技术；应用前景

引言：进入到信息时代后，我国电力行业内开始应用物联网技术，这对我国电力行业以及电力企业的发展起到了积极的推进作用。在未来的发展过程中，想要有效提高电力物联网建设质量，推进电力物联网建设进程，应加大对电力物联网关键技术的研究力度。

一、泛在电力物联网的关键技术

泛在电力物联网是由智能电网所发展而形成的，智能电网的核心是构建具有自适应调节能力以及智能判断能力的多种能源统一入网以及分布式管理的智能化网络系统，其根本为能源替代以及兼容利用。泛在电力物联网的本质是一种大量电力信息的高效以及可靠的利用手段，泛在电力物联网的四层体系构架包括四大要素，分别是电力信息的综合应用、电力数据的传送、终端海量电力数据的采集以及终端智能化和电力数据的一体化管理以及分析，与之相对应的关键技术分为智能芯片、现代通信技术以及物联网平台。

（一）智能芯片

随着电力系统的不断发展，接入电力系统的计量设备、保护设备、变换设备、控制设备、监测设备等设备的数量越来越多，电力设备的运行产生了大量的数据。现阶段，大多数现场数据采集设备其采集数据可靠性较低、精度较差，这在一定程度上降低了终端设备的智能化，但基于智能芯片的微型智能传感以及智能终端能够有效解决这一难题。智能芯片既有精度高、功耗低、微型化以及智能计算等优点，智能芯片一方面可以对设备信息进行收集、提取以及传递，另一方面可以通过本地边缘计算，提升终端的智能化水平，完成本地自控，使其无需像传统设备一样仅几倍遥测遥信功能，不具备遥控功能。建年来，中科院所研发的“寒武纪”芯片以及谷歌所研发的EdgeTPU芯片都具有对海量数据进行处理功能以及边缘计算功能，这些智能芯片的研发有效的促进了终端的智能化以及全息感知。

2. 现代通信技术

电力系统分布面积相对比较广，在我国各个地形复杂的地区都有所分布，在森林、冰川以及山区等区域都有电力系统的覆盖，这在一定程度上提升了电力数据传输工作的困难性。目前泛在电力物联网数据的传输过程主要分为两种模式，分别为以太网、电力载波有线网络和5G、LPWA低功率广域网。泛在电力物联网由于其数据信息量较大，同时数据分布较广、分散性较强，易出现难以连接、不易供电、采集频率低等多种特点，传统以太网和电力载波有线网络已经难以满足泛在电力物联网数据传输以及共享要求。在我国网络通信技术不断发展的时代背景下，5G以及LPWA低功率广域网能够有效满足泛在电力物联网数据传输需要。5G技术是物联网发展的基础，能够促进智能分布式配电自动化、毫秒级精准负荷控制等工作的进步。基于5G技术下的泛在电力物联网运行，能够进行大量的信息进行采集、分布式电源接入信息以及智能汽车充电桩等采集任务。

LPWA技术作为一种智能芯片技术，其可以通过制造不同智能芯片，保障泛在电力互联网的各项功能有效运行。其能够在EMBB移动宽带切片的支持下，保证电路状态监控、高清视频传输以及无人机远程检查等工作的有效进行。使用VIOCE语音切片能够对电话管理、紧急通信以及语音信息等语音数据进行及时有效的处理，提升泛在电力物联网信息传递的效率。对于不同功能以及场景，选择不同的LPWA智能芯片，基于5G网络技术的支持下，通过网络通道对数据进行传输。

（三）物联网平台

随着电力系统海量数据接入一体化数据平台，通过对大量数据的合理分析、深层挖掘，进而实现电力信息的有效利用。一体化数据平台应当具备大数据处理和云端计算，以及实现风光预测、电力系统故障诊断等的人工智能能力。目前百度的“天工”智能物联网平台，移动OneNET物联网平台，阿里link物联网平台等一体化数据平台相继在生产实践中展开应用。移动OneNET与“Hi”电展开合作，协助其解决“设备状态检测”、“设备位置监管”、“设备信息管理”、“反向控制设备”等问题；阿里云于无锡鸿山打造首个物联网小镇，实现小镇交通、环境、水务、能源等多个城市管理项目的在线运营。对于实现泛在电力物联网数据一体化平台的搭建，必须结合“大数据云计算人工智能”的物联网平台。

四、泛在电力物联网的应用前景分析

（一）数据分析

当前，数据的分析能力是基于对信息的融合与了解的基础之上。电力数据的来源较复杂，且数据的实效性、时间的尺度各不相同，使得传统数据分析系数不能直接应用在电力物联网之内。另外由于电力系统建设的阶段性运行的实时性特征，导致大量控制、计量、监测等历史及实施数据在电力物联网平台积累，构成了泛在电力物联网平台多源异构数据源特点。因当前电能替代设备的市场门槛较低，泛在电力物联网的技术应用范围较广，有些技术已经投使用，但是部分功能还未投入使用，需要不断地进行推广。泛在电力物联网方面的应用推广可以有效地提升智能化水平，实现一体化的发展，加强物联网平台的监管，并且能够有效推动电力物联网的建设以及相关标准的制定。

（二）提升电网安全经济的运行水平

当前，我国的电网存在能源分布不均匀、网架结构不合理、电网调节不足等问题。泛在电力物联网的运用，能够有效地解决能源分布不均的问题，促进电力系统安全稳定的运行。同时，泛在物联网的运行可以有效地促进我国新能源的建设，使风能和太阳能等各种能源的开发和应用更加简单。通过对电力系统数据的有效监测和分析，实现能源监控、调控一体化。结合电力物联网的技术，对于用电系统、线路工作难以操作的环节，建立智能配电管理系统，实现对配电状态的监测和控制。

（三）打造智能服务平台

智能能源服务平台，为用户提供了互动交流的平台。通过合理的商业模式和激励政策，可在线提升用户参与电力管理互动的主动性。通过对光伏、电动汽车等新能源的使用数据监测，可以有效地对新能源进行管理并纳入到管理服务的范围。

（四）提升电网资产管理水平

从近几年我国各类电源交易数据报表来看，总的能源交易量高达2500亿以上。数据对比显示，传统的电能交易量较高，而新型能源的交易电量则较少。泛在电力物联网方面的建设和发展，将打破电力市场的发展局面，促进全方位电力市场的开放，有效促进电力系统的发展，达到稳定的电力物联网的战略目标，也是国家电力物联网的趋势所向。随着电网规模的不断扩大以及电力系统的智能化发展，实现电力资产的有效整合与分配，需对资产整个过程进行有效精益化的管理。传统的设备检查手段，主要是通过人力或者电子设备进行检查，面对当前电力庞大的巡查任务，通过传统的人工监测巡查是很难全覆盖的，也增加了工作人员的工作难度。只有对电子数据和设备进行有效的分析，实现泛在电力物联网的高效运作，才能将电力资源的采购、规划、建设、运作进行全方位的操作和评估，实行一体化发展，同时，达到电力物联网整体的优化配置效果。

参考文献：

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[2]杨东升，王道浩，周博文，等.泛在电力物联网的关键技术与应用前景[J].发电技术，2019（2）：107-114.

[3]项鹏程,刁波澜.电力物联网的关键技术与应用前景分析[J].现代工业经济和信息化,2019,9(06):82-83.