泛在电力物联网释义与研究展望

周大良

摘要：能源互联网主要由坚强智能电网与泛在电力物联网综合构成，其具备能源统一、消费、消费统一与分布式统一等特点。目前，泛在电力物联网仍处于理论研究与初级实践阶段，是能源互联网的基础与核心之一。建设泛在电力物联网可进一步优化配网运营结构、加速业务拓展、提升供电质量，对国家基础电力设施的发展具有重要意义。文章从物联网的基础意义入手，简要阐述泛在物联网的主要技术及相关应用场景，最后对未来发展进行分析与展望。

关键词：物联网;能源互联网;泛在电力物联网

0引言

由于中国电力系统的发展规模已经跃居世界第一位，但在物联网应用发展方面仍然受到控制体系以及内部结构的限制，使得中国电网以及社会发展受到一定程度的制约。2019年，国家电网提出了未来中国电网建设的新构想即“三型两网，世界一流”，并以建设泛在电力互联为核心目标，以求增加电网系统的信息感知与处理能力。本文以物联网与泛在网络的基本含义、应用场景、主要技术等角度入手，简要分析未来泛在电力物联网的发展。

1泛在网络与物联网技术

1.1物联网基本含义

物联网最初由美国麻省理工学院提出，其定义为：在人、物、系统与信息之间形成互通互联的网络，并高效的处理各单元之间的信息。ITU对物联网的定义则是要求任何目标物都可通过相应手段接入预定网络中，从而实现任何时间、任何地点、任何物体之间的信息传递、数据存储、任务决策。

1.2泛在网络技术

泛在计算概念最早由美国施乐公司的计算机专家提出，泛在网络则是基于泛在计算提出的一种全新概念，使任何物体可以脱离时间与空间的束缚实现瞬时互联。

1.2.1泛在网络结构

泛在网络是现行多种网络的集合体，因此，从结构上看泛在网络仍然具有当下多数网络的显著特点，其结构也较为类似，主要包括感知延伸层、网络层以及应用层。下面简要阐述其含义：

第一，感知延伸层。感知延伸层是物联网的“感觉器官”，主要负责收集外界信息，其主要特点有：利用种类繁多的传感器获取各类重要数据并传递至系统网络中;通过智能电子标签快速识别目标信息。

第二，网络互连层。这一层主要由互连子层和业务及运维子层构成。互连子层可以通过多种方式在网络上实现数据的传输与共享。业务及运维子层则是帮助网络实现多种功能的扩展作用。

第三，应用层。这一层主要是针对不同类型的业务实现专业化定制功能的智能层。

1.2.2主要技术

泛在网络的稳定运行要依靠大量先進技术的支持，技术密集度高、涉及范围广是其主要特点之一，这些技术主要包括：

第一，RFID技术。利用无线信号快速识别特定目标并收集与存储相关数据，而无需识别系统与目标之间的连接方式的通讯技术。

第二，语义感知技术。利用多种手段获取信息并解析数据中上下文的含义，具象化数据之间的潜在关联性。

第三，交互技术。此项技术是泛在网络得以实现的根本技术。通过人际互联交互，可以在任何人与物体之间形成数据互联与共享。

第四，安全保护技术。维护用户数据安全是所有网络得以运行的基础，因此注重安全保护技术的发展对于建设泛在网络具有重要意义。

2泛在电力物联网

2.1泛在电力物联网含义

泛在电力物联网是以利用大数据、云计算、物联网、人工智能等先进技术实现电力系统的智能化运营，将电力系统中的所有单元连在一起，实现单个网络下的全面互联互通。另外，泛在电力物联网还可进行业务拓展，将更多服务对象接入到系统网络中，以创造新的商业模式和运营机制。

2.2基本特征

泛在电力物联网的出现将电力系统的运行模式从集权式的数据收集管理转向部分区域自制自控，进一步加强了数据共享、开放管理的能力，并成为其主要特征。

基于本质特征演变而来的基本特征如下：

第一，实现能源的全过程管理。泛在电力物联网可利用多层传感技术全面感知电力设备所处环境以及运行状态，实现从底层系统到整个网络的故障检测与动态感知，为电网运行提供了必要的安全保障。

第二，融合物理与信息子系统。目前，国内的电力系统日数据采集量十分庞大，但缺少有效地数据共享手段，使得大量数据处于闲置状态。而泛在电力物联网可利用统一的数据感知模块实现数据共享与互联，融合不同空间、不同维度下的各子系统，保证信息及数据的实时共享。

3泛在电力物联网的主要技术

3.1感知技术

感知技术是泛在电力物联网采集数据的主要手段。由于网络内的设备数量多、种类繁杂，因此，涉及到的传感器种类较多，对功能与性能的要求存在差异，这就对传感器的精度、分辨率以及体积提出了较高的要求。感知技术不仅包含传感器，同时还包括了终端智能技术，只有应用终端智能的感知技术，才能用于构建泛在电力物联网的感知系统。

3.2泛在网络

“泛在”的意义除了表述感知以外，还强调任何空间、时间、人和物的关联性，以表述泛在电力物联网宽广的应用范围与连接特性。因此，泛在网络要构建多空间、全覆盖的电力物联网网络层，融合多维度的网络通讯协议与技术，利用无线接入技术，形成任意空间与时间条件下的物与物的互联网络。

3.3接入与安全防护

电力网络的安全与国家发展息息相关，现行的通讯安全保护方式多采用物理隔离手段，不适用于泛在电力物联网的信息安全防护。为维护数据安全，需要利用一系列新技术构建出一个保障网络接入与数据安全防护的新系统。对此，研发人员通过新型密码技术重构了安全协议与接口标准，搭建了新的数据传输体系，完美地解决了泛在电力物联网的接入与数据安全问题。

4泛在电力物联网的应用

4.1对内业务

泛在电力物联网的原理与互联网类似，很多运营经验均来自于互联网，例如，以客户为中心，围绕其构建相应的app，提升客户服务质量。其主要特点体现在融合数据模型实现数据共享、业务线上快速处理、简化业务流程，帮助电力企业稳步拓展能源业务。

4.2对外业务

在对外业务上，泛在电力物联网可为社会提供三类服务;第一，搭建综合能源服务平台，深度挖掘用户数据中的隐藏资源优势，为国家及社会提供综合能源平台服务;第二，利用泛在电力物联网的广泛的互联性，制定全新的数据运营规范，形成能源生态系统。

5结束语

不久前，国家电网提出建设泛在电力物联网的概念，泛在电力物联网作为智能电网的延伸，其目标是要构建一套具有一定开放性的电力信息物理社会系统。本文在结语处对泛在电力物联网的发展进行展望。在未来阶段泛在电力物联网要统筹规划发展战略，实现从底层到系统的全面建设，以效益为导向，注重实用性，成为促进国内电力事业发展的重要助力。

参考文献：

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