泛在电力物联网关键技术探讨

周丽芳，孙吕祎，吴旻哲

（国网江苏省电力有限公司技能培训中心，江苏 苏州 215004）

0 引 言

多种能源广泛应用在电力领域，国家电网有限公司提出了泛在电力物联网，通过物联网技术在电网方面的合理运用，解决电网管理中存在的问题，以推动电力行业的发展。

1 泛在电力物联网的基本介绍

物联网技术在人们的生活和工作中发挥着巨大的作用，各个国家以及行业对此都非常关注。物联网技术在我国电网方面的运用均取得了良好的效果，推动了我国电网行业的成功转型和发展。2018年2月，国家电网公司在一个重要会议上提出关于打造全业务泛在电力互联网，建立一个智能化企业，尽可能地提升企业竞争力，使其能够引领世界能源互联网的发展。到目前为止，泛在电力物联网技术已经在我国相关产业中得到了广泛应用[1]。

1.1 物联网介绍

物联网这个词最早出现于英国的特洛伊咖啡壶事件。自事情发生起的5年内，比尔·盖茨在他的书中再次提出了这个词，并对于这个内容进行一些构思，在他的这些想法中，有一部分在当前的时代已经实现了，例如出现了一些数字产品、电子设备以及智能化产品。从那以后，物联网这个名词从一个模糊的想法逐渐变成了具体化的概念，并且被人们逐渐运用到现实生活中。在物联网发展中，有一位英国工程师提出要将物联网和因特网连接起来，这样就能让全世界范围内的事物都联系起来。最后，由国际电信联盟对物联网下了最终的定义，物联网就是让每一个目标都能够通过网络顺利连接起来，不仅局限于人与人之间，人和物以及物和物之间都能够顺利地进行信息的获取，使得人与人之间能够更加方便地进行沟通和交流[2]。

1.2 电力行业中物联网的基本内容

因为物联网技术对于人们的生产生活有着极其重要的作用，为了能够使得自己国家的物联网技术迅速发展并产生巨大的作用，各个国家都在不断地推动物联网技术的改革和创新，因此物联网技术在世界范围内迅速发展。电力系统是目前复杂程度最高，最庞大的系统之一，随着人们生活水平的不断提高，对于电力系统的要求也在不断提高，因此需提升物联网技术的水平，将物联网技术运用到电力系统中，保证电力系统的平稳运转成为了当前社会发展的趋势。

1.2.1 电力物联网介绍

物联网就像是一个系统，它能够成功实现对基础电网、相关人员以及四周环境的良好感知，更利于对电力系统进行管控。它就像是个具有实际形态的网，将人和物都放置在不同的位置上，通过物联网将人和物联系在一起，实体之间可以进行互动和协作，让物体之间能够更加紧密地联系在一起，更好地控制和管理电网系统[3]。

1.2.2 泛在电力物联网介绍

国家电网有限公司给电力物联网下了一个简单的定义，要保证无论在何时、何地以及任何人之间都可以进行相互交流。而对泛在电力物联网的理解就是让电力系统的各个环节能够成功进行物质之间相互联系与人机交互。另外，它具有较高的感知能力和交互能力，在通过物联网的互联作用，实现数据共享，给整个行业带来更高的价值。

2 泛在电力物联网的特征

物联网具有多个方面的优点，它不仅有较为敏感的感知能力，智能化以及较强的传递信息功能，而且可以跟其他相关的先进技术进行融合，推动物联网技术的快速发展。

2.1 信息的感知能力较强，能够实现快速组网

泛在电力物联网的传感器能够以最快的速度感知电力系统的功能状况。随着国家无线技术的发展和普及，在无线技术的支持下，物联网与无线网络良好结合，能够更容易实现其功能，尽可能地发挥出最大的效用[4]。

2.2 信息的处理能力强，能提供多种通信方式

随着物联网技术的不断发展，泛在电力物联网技术已经可以满足电力系统对相关运作信息快速及时查找的需求，并且能够保证得到的信息及时、准确。泛在电力物联网在利用传感器传递相关信息时，能够简单地检查和筛查之前得到的信息，尽可能减少一些垃圾信息和无用信息，避免出现数据过多而导致的信息通道堵塞的情况。筛选过后，将信息进行一定的压缩，之后再发送到相应的网关处，再次进行信息的处理和收集，最后传输到用户的手中。因为传感器和通信设备会通过一种特殊的方式进行通信交流，会给数据的传输提供多个通道选择，这样就使得通信方式较多，能够满足多种需求。

2.3 拓展性较高，智能化较高

泛在电力物联网技术中较为基础的一项功能就是对数据信息进行收集和传递，这对于物联网技术来说有着极其重要的意义。例如，在整个电力行业中远程抄表技术就是利用了物联网技术中对数据信息进行相关收集与传递的功能，这项功能的使用给相关工作人员带去了极大的便利。工作人员能够很快地依照不同应用的需要来进行相应数据和信息的传输，可以远程监控和管理电网数据的改变，在第一时间将信息传送到用户手中，无论是视频传感器还是声音传感器都可以及时地获取到与电网相关的数据和信息。而其他种类的传感器，如温湿度传感器和压力传感器能够在第一时间获得有关天气的相关信息，以此来判断是否会有恶劣天气的出现，及时做好预防工作，尽可能地减少恶劣天气对电网造成的损害和影响[5]。

2.4 不同级别的访问能力有限，对安全性要求较高

泛在电力物联网是专门在电力行业运用的网络系统，它有自己固定的使用范围。因为电力系统是否能够正常的运行对于人们的日常生活有着极大的影响，要求泛在电力物联网在运行过程中一定要具有较高的安全性，必须要保证相关的信息不会被泄露。从原则上来讲，泛在电力物联网的大部分信息都要在系统内部进行传递，不能够与外界联系，因此一般情况下依赖的通信网络都是电力行业内部的网络，只有在紧急情况下才会启用备用的临时公共通信网络。电力物联网相关应用的针对性和相关承载平台的通用性要用一个中间的介质进行适配，对相关的数据进行过滤、挖掘以及其他的相关智能处理。另外，泛在电力物联网还需要有一个严格的管理操作系统，对于不同级别的管理人员需要有不同的管理权限，不同级别的人员只能够在自己相对应的级别权限进行操作，而不同级别的使用者也要有不同的服务权限，并要有明确且严格的管理制度。

3 泛在电力物联网中运用的重要技术

3.1 新型物联网设备的设计与研究

建立泛在电力物联网的中最为关键的一步就是要成功地实现信息感知，想要实现这个目标就要把不同类型的传感器放置到要感知的环境中，但是这样做的问题就是整个电力系统的规模较为庞大，整体的结构比较复杂，对于传感器的需求量较大，给整个泛在电力物联网的建设带去了极大的问题。因此，要实现传感设备尽可能地简单化并将成本和耗能降到最低，还要利用无线技术，减少在周围环境布线的需要，最大限度地降低整个设备的建造难度和成本，这样才有可能实现大规模泛在电力物联网的建立。另外，由于一些传感器需要直接安装到电力设备内部，因此需要尽可能地减小设备体积，并重视电磁兼容技术的应用。从当前情况看来，我国新型传感器的设计以及发明能够给泛在电力物联网的发展提供很好的参考价值。

根据实际情况来说，物联网的应用应该是建立在具体的目标和任务上的，它需要根据用户的特定需求来进行工作，安装合适的传感器来进行相关信息的收集。当物联网运用到电力系统中时，要依照具体的需求来设计一些有着特殊的传感器。比如说，目前已经应用到住户家中的智能家居，利用这些智能家居专用传感器能够对房屋内所进行的一切活动进行相关监控，最大程度减少房屋的损害。当屋内出现大量烟雾时，烟雾传感器接收到相关信号，然后向住户发出警报声并采取相关的措施，尽可能地减少对房屋的损害。

但是这也存在着很大的问题，由于周围环境复杂多变和传感器的电池更换麻烦，所以也应该对传感器的电源管理技术进行相关研究，尽可能地延长传感器电池的效用，降低传感器的能耗。为了能够更好地解决这个问题，相关工作人员已经提出了一些方案并进行研究，相信在不远的未来这些方案将会被应用在传感器的电源管理中，使之真正能够在不同环境和不同条件下全方位进行感知，并将得到的信息及时准确的传输到用户手中，这样才能够发挥出传感器最大的效用，为人们的生活提供更多的便利。

3.2 网络安全与可靠性技术的研究

电力系统能否正常的运作与我国的民生有着极为紧密的关系，因此泛在电力物联网必须有着极严格的安全系统，一定要保证其中的信息以及隐私不会被泄露。但是由于整个泛在电力物联网的复杂性以及人员和技术的不断改变，就使得整个管理工作较为困难。这就需要相关的工作人员分析讨论其存在的问题，然后找出解决的办法，这样才能够减少设备受到攻击时所造成的损失以及信息泄露所带来的不良后果。

4 结 论

从目前的发展情况来看，我国能源消耗量越来越多，各种能源层出不穷，给我国电网管理增添了许多的困难。由于物联网技术的不断推广和发展，许多电力行业开始将物联网与电网的相关技术联系起来，推动国家电网的不断发展。但是泛在电力物联网技术所包含的方面较多，要想能够将这方面的技术完全的掌握，需要一个极长的时间去积累。总的来说，物联网技术的出现给电力行业的发展带来了极大的发展动力和空间，既是机遇也是挑战，希望相关的行业能够把握住机会，推动电力行业的不断发展，从而推动我国经济的发展。