泛在电力物联网发展综述

2020-11-25蒋新宇重庆邮电大学自动化学院

数码世界 2020年4期

蒋新宇重庆邮电大学自动化学院

1 引言

泛在电力物联网是电力网与物联网的共同发展与技术融合之下的产物。物联网的概念提出还要追溯到1999 年，麻省理工学院的Ashton 教授在全世界范围内第一次提到了物联网的概念，但物联网在官方层面上的正式提出是在2005 年，是国际电信联盟组织刊登的关于物联网的介绍。从此，物联网技术的发展开始走上了快车道，物联网的产物也开始逐渐进入人们的视野。在物联网技术迅速发展的背景下，也得益于国家对电力系统的重视，电力物联网自然也就出现了。

2 泛在电力物联网体系

依托于互联网事业的蓬勃发展，我国率先实现了将先进的计算机网络技术、云计算技术以及强大的智能电网基础设施结合运用到一起，组成从用户数据到企业业务的智能电力物联网体系结构。

2.1 泛在电力物联网特点

全域性：泛在电力物联网有着互联网的基因，能够统筹所有可以通信的资源，将其整合连接到一起，构建出实时性与互联性极高的系统。

泛在性：因为有最前沿的传感器技术与网络传输技术，系统可以实现多种场景的感知物联网，以灵活地应对不同级别的数据通信服务。这种优势不仅能够让用户自由选择调配量级，实现主体与主体之间的信息互通，又能提供数据层面的支持以优化调度服务。

开放性：由于实现了互联互通，在整个统一的业务平台上也就可以互相共享脱敏性数据，构建出一个能够服务于不同行业、不同平台的数据共享型网络，充分体现出互联网时代下数据的价值与意义。

创新性：借助于迅速发展的互联网，我们能够完全利用智能电网的协调作用与枢纽特性实现不同来源的数据完美融合。从而以此为基础，设计出以数据为核心竞争力的其他创新型产品，充分挖掘系统的价值，实现多方的互利共赢。

2.2 泛在电力物联网架构

根据泛在电力物联网的体系和架构，可以使用不同的层级来对它进行分类。主要包括：全息感知层、泛在网络层、共享平台层以及多元应用层等4 个不同的等级。

全息感知层：主要对象不是电力泛在物联网，而是其中的智能终端单元。它的存在为物联网的发展提供了各种可能性，用户可以借助终端单元的可操作性来纵向延伸物联网的服务范围。

泛在网络层：网络层是整个系统的基础，它能够为信息安全传输提供最可靠的基本保障。同时又能够实现数据的互通和资源的调度，为系统满足复杂的业务需求提供了更多可能性。

共享平台层：系统不仅能够对不同来源的数据进行实时地监控，资源合理调用，智能维护等操作，还可以利用深度学习的技术，学习用户的行为习惯，实现资源调度的自动化。

多元应用层：应用层能够提升系统业务的多样性和创新性。借助于平台层在数据方面的优势，应用层可以设计并实现能源、生产以及服务等不同业务的融合，提升整个系统的业务协调能力，进而实现数据业务化。

3 泛在电力物联网的关键技术

在泛在电力物联网的发展过程中，使用了多领域的先进技术。涉及的领域包括了大数据、5G 技术、机器学习等创新技术。

大数据对物联网有着十分积极的推动作用，这不仅体现在数据层面的支持，更能体现在智能化方面的推动。我们可以通过对大数据进行分析，充分理解业务特点，从而提高物联网各个领域的工作效率。

在通信系统方面，由于物联网提出了人与人、物与物之间高度互联的需求，这迫使通信系统必须具备大容量、低延时、超高速的信息传输能力。在容量方面，由于5G 技术已经在频谱、频谱效率和带宽上使用了三维模式，这使得通信系统能够轻易建立起容量立方体。在低延时方面，物联网的许多应用场景都都要求通信系统具备非常低的延时，比如远程医疗、自动驾驶等领域[3]。由于5G 通信系统将蜂窝区再次进行划分为若干小区，从而能够将信息传输的距离大大缩短，有效降低网络的延时。不仅如此。通信系统的能耗问题一直是困扰人们的难题，传统通信系统的耗电量达到了全球耗电总量的5%，具备的低能耗优点的5G 技术将成为提高系统工作效率的关键。

在机器学习技术方面，由于具备大数据的支持，系统可以使用海量数据训练出适用于各种场景的机器学习模型，进一步提高电力物联网的智能化程度。