泛在电力物联网在电力系统中的应用研究

摘 要：进入21世纪，我国网络信息技术实现了跨越式发展，由此衍生出的物联网技术经过近20年的不断探索和实践，已经形成一个独立的全新技术体系，为社会各行各业的高效稳定发展提供了强大的技术支撑。而以物联网为技术核心的泛在电力物联网借助大数据、云计算、移动通信、人工智能等先进技术，实现了万物互联与人机交互的美好愿景，将所有与电网相关的人、事、物和设备串连到一起，建立了电网一张图、数据一个源、业务一条线的电力系统共享平台。基于此，着眼于泛在电力物联网的主要特征，针对泛在电力物联网技术的实际应用效果展开了全面论述。

关键词：泛在电力物联网;关键技术;特征;应用效果

0 引言

泛在电力物联网技术与智能电网技术的深度融合实现了数据信息的高速传递、电力系统故障的快速应急响应以及电力能源的安全、稳定、可持续供给，不仅建立了标准化、智能化、规范化的电力系统，同时也为电力企业创造了新的经济增长点。

1 泛在电力物联网的主要特征

1.1    实现了电力能源的全过程管理

借助于泛在电力物联网智能终端的深度感知系统，能够同时获取水、火、光、风等多类型能源，使新能源布局发生了根本变化，实现对新能源的高效利用。泛在电力物联网中的多参量传感集成技术能够全面感知电力系统的运行状态，监测系统的运行环境，当系统出现运行故障时，故障数据信息能够及时传递到系统终端，为排除故障隐患争取了大量宝贵时间。泛在电力物联网技术与人工智能技术的融合，为电力系统的稳定运行提供了一个安全的运行环境，保障了电力能源的稳定输送。

泛在电力物联网采用边缘计算、软件定义终端、站端协同等关键技术，在配用电侧方面，实现了配电网设备的灵活接入，保证互联互通的网络能够精准做出各项决策。结合大数据技术海量数据的存储优势，能够收集和存储大量的用户侧数据信息，并且在电网侧与用户侧之间构建了一个数据互动平台，为用户侧提供精准的用电数据信息[1]。

1.2    信息子系统与电力物理子系统的深度融合

据调查统计表明，目前我国的电力系统信息平台，日采集数据信息量已经达到60 TB，如此巨量的数据完全依托于大数据技术。但是，这些数据信息并未体现出实用价值，信息共享渠道并未开启，这主要是由于电力通信协议缺乏一套完备的数据描述模型。而借助于泛在电力物联网技术构建的感知数据模型，能够对这些海量数据实现智能化处理，对电力系统运行过程中产生的实时数据信息进行动态跟踪监测，并将信息子系统与电力物理子系统融合到一起，使数据信息得到高效利用，进而为用户侧提供更加优质的增值服务。

2 泛在电力物联网的关键技术

2.1    系统终端智能技术

通过感知数据统一模型和基于边缘的数据聚合方法，能够建立设备状态参量模型，并且对传感数据进行及时调整，准确定位故障位置。在系统终端中，数据与应用分离往往借助于物联代理的方法实现，这种方法能夠增强终端硬件的灵活性，支持软件的加载与卸载。而边缘计算智能技术，具有较强的数据分析能力，能够有效处理泛在电力物联网边缘侧产生的数据，缓解主站以及云端的信息处理压力，使系统终端实现智能自治控制。

2.2    高精度传感技术

应用泛在电力物联网技术，对电力系统的运行状态进行监测，不仅监测数据精准，而且监测范围广、辐射面积大。这正是泛在电力物联网中的高精度传感技术发挥了重要作用，即便在极端使用场景当中，高精度传感技术完全可以适应该环境，为电力系统决策与协同调控提供大数据支持。

2.3    第五代移动通信网络技术

继4G技术后，第五代移动通信网络技术横空出世，由于该技术具有高效的通信能力与网络连接能力，目前已经迅速占领了移动通信阵营，并成为信息通信网络转型期的一项关键技术。5G技术支持10 Gbit/s级下行传输带宽，支持千亿数量级的设备超低延时连接，因此，5G技术也对泛在电力物联网产生了深远影响，使终端用户与各种电力设备之间能够零距离接触[2]。

2.4    低功耗无线接入技术

无线接入技术具有低功耗特性，是无线传感器网络与物联网的主要应用类型，为了确保低功耗无线接入技术具有良好的互换性与兼容性，目前电力系统常用的技术执行标准包括3GPP Rel.13LTE Cat-NB1（NB-IoTs）以及Cat-M1（eMTC），其中NB-IoTs是低功耗低频率技术标准，eMTC是低速率通信技术标准，这两项标准可应用于智能抄表以及移动作业当中，能够有效减少技术与安装维护成本，间接为电力企业创造了经济效益。

2.5    密码技术

为了维护电力系统网络安全，泛在电力物联网采用了终端身份鉴别、数据加密以及可信传递等技术措施，给电力系统中的用户数据信息罩上了一层安全防护网。泛在电力物联网的密码技术基于安全通信协议标准、接口标准，建立了完善的安全控制机制、密钥管理机制、认证机制以及加解密机制，避免了数据信息的泄露风险。其中，在基础层，结合芯片级物理信息泄露机理，将密码技术、数据审计、态势感知、区块链等技术结合到一起，实现了数据的泛在可控，为全景数据信息构建了一个安全的传输、存储空间。

3 泛在电力物联网技术的实际应用效果

3.1    增加业务办理透明度，提供个性化定制服务

泛在电力物联网的构建理念是“以客户为出发点，以提升客户满意率为发展目标”，进一步完善了线上应用平台，广大用户可以利用共享平台，随时随地查询个人或单位的用电数据信息，同时，业务流程得到进一步优化，并且新增了多种服务功能。比如，客户在购置电动环保汽车时，可以直接在泛在电力物联网平台上进行一键操作，就可以第一时间完成所有相关手续的办理，业务办理全程公允透明。此外，该系统的个性化定制服务能够满足不同人群的多种不同需求，人们足不出户就可以进行线上实时操控，大幅提升了业务办理效率。

3.2    提升电网运行水平

泛在电力物联网技术具有统一的数据模型，可以直观清晰地描述出站-线-变-户的关系，提升了全网调度能力。当电力系统中的输配电设备出现故障时，系统能够迅速发出维护预警信号，而且系统的自治控制技术可以及时排除故障隐患，使电网始终保持稳定运行。

3.3    构建综合能源生态环境

泛在电力物联网技术为制定一系列电力系统的应用标准提供了技术保障，这些标准能够得到全产业链的普遍认同，并且满足了广大客户的基本需求。在一系列应用标准的基础上，整合上下游产业链、重构外部生态大环境，进而拉动产业聚合成长，构建一个能源互联网产业生态圈，既符合国家电力系统的生态保护标准要求，同时促进了电力系统的健康可持续发展[3]。

3.4    构建数据共享服务体系

泛在电力物联网技术统一了数据接口以及数据传输标准，建立了一个统一的数据模型与业务内容全、共享范围广的数据中心，整个电力系统服务链条上的所有客户均可以享有定制化服务，提升了数据应用水平。泛在电力物联网技术对全生命周期产生的数据信息进行精准监测，针对社会各个领域电力能源的消耗情况，制定一個科学的用能方案，为各行各业提供确凿的数据参考。

4 结语

泛在电力物联网既需要理论知识的支撑，同时需要工程实践的坚强保障。目前，我国已经拥有世界上规模最大的电力专用通信信息系统，为泛在电力物联网的建设与远景规划奠定了坚实基础。因此，在注重集约化、智能化建设原则的基础上，应综合考虑泛在电力物联网的经济实用性。此外，在构建泛在电力物联网系统过程中，必须积极借鉴发达国家的先进技术与实践经验，并与外界其他产业链建立长期合作关系，实现多方共赢、平等互惠、协同发展的美好愿景。

[参考文献]

[1] 杨怀琴.泛在电力物联网时代物联网技术在电力系统中的应用[J].科技创新与应用，2019（29）：169-170.

[2] 侯秋宇.泛在电力物联网实施策略研究[J].数码设计（上），2019（9）：153-154.

[3] 徐晓敏.基于泛在电力物联网的大数据应用研究[J].企业改革与管理，2019（17）：61-62.

收稿日期：2019-11-05

作者简介：梁天宇（1991—），女，山西吕梁人，助理工程师，研究方向：电气工程。