泛在电力物联网发展形态与挑战

李娅 李彤

【摘 要】随着各领域的不断进步，经济技术迅猛发展是建立在大量消耗能源资源基础上的，但是消耗的大量资源与能源中大多都是不可再生的，因此三型两网政策成为我国电力行业的发展目标，建设泛在电力物联网是该发展目标中的重要环节，该环节可以实现转换新旧动能速度提升，打破当前发展瓶颈，具有十分重要的发展意义。

【关键词】泛在电力;物联网;发展形态;挑战

引言

在我国，国家电网有限公司也提出了打造泛在电力物联网的构想，预期通过物联网的技术让电力系统变得更加灵活，提高整体系统的感知度，从而提升电力系统在控制、调度方面的智能水平。

1泛在电力物联网的基本概念

能源互联网在发展的过程中需要泛在电力物联网的支撑，并且泛在电力物联网在适用的过程中能够发挥有效的作用，并且广泛存在能源互联网的各个环节，其工作在过程中需要感知节点广泛的布置设定，进而将互联网数据的来源有效改善，并且将其转化到用电侧与发电侧，温度与湿度也会符合市场的需求与标准，合理实现共享电力生产，并且利用传输缓解电力，从而能够全面感知智慧电力系统。可以将泛在电力物联网看做现代发展的全新技术，进而能够实现在线连接能源电力生产，以及明确消费各个环节的特性，电网在正常生产运行时更加便捷安全，促使电力系统实现全面感知的能力，并且能够高效的处理数据信息，成为新时代先进的信息通信技术。

2泛在电力物联网的技术挑战

2.1传感器的覆蓋不充分，电网仍存在监测盲区

当前，电网仍存在着许多监测盲区：输电线路跨越的距离长，架设的环境复杂多变，天然具有分布式特性，而现阶段对输电线的监测只是选取了部分重要的节点和分段，远远达不到广域监测的水平;配电网点多面广，传统的测量装置存在体积大、成本高、功耗大、运维困难等不足，无法全面铺开安装;低压用电信息没有全面打通，物人互联的技术尚未突破，用户参与程度较低。为消除监测盲区，传感器技术的提升是一大挑战。对于输电线监测，采用分布式的传感器（例如光纤测温），准实时获取沿线的微气象、微地形、微图像，辅以大数据分析和人工智能识别技术，全面提高线路监测效果，实现输电线的广域监测;对于配电网监测，加强小微传感器的开发与实用化，以体积小、成本低、功耗小、运维方便等优异特性适应配电网点多面广的监测需求;对于用电监测，通过传感器连接各种用电终端，或者采用非侵入式负荷监测的方式，与用电终端、用户产生连接。

2.2数据模型和通信标准没有统一，信息孤岛难以消除

电网已推广应用多个自动化系统和通信信息平台，不同系统平台的建设规范不同，数据无法有效共享和管理，形成信息孤岛;另外，配电网的设备制造厂商众多，不同厂商没有遵循统一的数据模型和通信标准，导致配电网的数据管理比较混乱，信息网络十分复杂。因此，需制定统一的数据模型和通信协议，要求新投运的系统平台和设备必须遵循标准;同时，对于已投运的系统平台设备，提出数据模型和通信协议的便捷转换技术。从增量和存量2个方面改进，消除信息孤岛，实现对数据的统一管理。配电物联网在标准化、数据化、业务软件定义等方面将对新的产业生态带来重要的促进作用。另外，针对配电网通信条件较差的现状，利用配电网电线杆塔等基础设施构建5G基站，将更加有利于配电物联网的发展。

2，3数据分析智能化程度低，用电数据价值尚未被有效挖掘

电网有上亿的用户，其数据是非常有价值的。一方面，海量的用户数据使得电网公司可以充分认识用户的特性，可以为电网公司削峰填谷、提高电网利用率、节能降耗、防范窃电、低压运维、系统规划带来新的技术支撑手段;另一方面，基于物联网的智能用电可以为用户提供更好的用电服务和增量服务，例如用户节能、用电安全、电气防火、电器控制、共享充电与停车、快速复电、DG运维管理、需求响应等。但是，目前这些数据的价值还未得到充分的挖掘，其中一个重要的原因是数据分析智能化程度低。只有对用户的数据进行多方面的深入挖掘，才能释放其价值，实现低压拓扑自动识别、低压故障精确诊断、电能质量有效控制、线损精益化管理、窃电侦查与管理、细颗粒度负荷预测、光储一体调度、车辆到电网（vehicle-to-grid，V2G）、柔性负荷控制与需求侧响应，以及用户增值服务（如金融）等目标，为各行业发展规划与决策提供重要支撑。因此，需要加强用电大数据应用建模与智能算法研究，据此掌握用户行为规律，挖掘用电信息价值。

3泛在电力物联网的发展形态

3.1关于应急通信

发生应急通信的地点与时间并不是固定不变的，因此就不能在这一情况下明确事故具体发生时间，这样也就使指挥中心和事故发生地之间的联系难度加大。一般情况下相关工作人员到达事故出现地点需要详细检查存在的问题，并利用视频或者电话等形式将事故现场的具体情况传达给指挥中心，这类沟通方式在事故发生现场只会使事故处理时间增多。但是物联网技术在该领域的推广应用降低了指挥中心工作调配的难度，物联网技术在指挥中心的有效运用可以监测设备与电网的运行情况，一旦存在各类问题和隐患就可以利用物联网技术明确事故发生位置，并有效明确现场配件和设备的损坏情况。

3.2关于智能电网

感知层是物联网达到交换信息、连接物体的关键，通常情况下主要有延伸通信层面和控制感知层面两种类型，主要是控制并辨别智能信息和连接物理实体的功能。例如控制层面在智能电网中通过对智能设备的采集和安装从而有效获取电网信息，但是通过对通信行业的有效延伸、光纤通信和无线传感技术从而在线监测电网运行信息和设备运行动态，确保电网智能化安全性和可行性得到不断增强。利用创建电网对电力光纤网络和载波通信、其他无线网技术有效敷设过程中有效传输感知层获取的信息，并对互联网传输安全性给予保障，避免外力因素影响电网通信效果。应用层面则有各类高级应用和电网基础设施，各类应用环节离不开基础设施对信息资源有效协调的大力支持，应用试验智能运算技术对电网中的诸多环节进行设计，监督物联网技术的运用、射频识别与编码标识的生命周期管理，有效实现智能化家居应用，并在创建智能化电网过程中发挥积极作用。

3.3关于设备状态监测运用

监控设备运行状态的具体领域除了检修状态之外，大多使用的都是物联网技术，最关键的环节是在线检测运用配电网。在创建配电网自动化及系统架构过程中，有效运用以太网无源光网络技术、无线局域网或者配单线路载波通信等技术感知并获取新动态，与此同时也可以对远程监测配电网设备这一问题进行有效解决，并且涵盖了施工人员的身份识别、管理电子票证和远程交流互动等，可以对标准化作业以及状态检修等环节的安全进行提供有效辅导。

结语

总而言之，随着技术与体制的不断完善，泛在电力物联网的应用能够为人们带来众多的方面，并且能够根据用户的需求制定合理的方案。虽然泛在电力物联网仍然处于发展阶段，但面对5G技术的到来，促使泛在电力物联网的发展得到支撑，广泛的服务于社会各界。

参考文献：

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（作者单位：山西晋城供电公司）