泛在电力物联网的关键技术与前景

泛在电力物联网的关键技术与前景
摘要：泛在电力物联网泛在电力物联网基于电力系统为关键核心，应用现代信
息技术以及网络通信技术，实现电力系统的人机交互以及万物互联，具备泛在连
接以及全息感知的智慧服务系统。

其通过电力系统设备信息交互，使能源生产同
消耗达到平衡，确保电网运行的经济性，还可以推动电力市场变得更加开放。

泛
在物联网技术同电力系统进行紧密结合，最终势必建立各方参与融合的能源生态
体系，凡在电力物联网也势必成为能源产业的重要变革方向。

基于此，本文主要
探讨了泛在电力物联网的关键技术与前景。

关键词：泛在电力物联网；智能芯片；5G
引言
物联网在我国各个行业中都得到了比较广泛的应用，由于物联网需要配电网
技术的支持，电力物联网被逐渐开发和应用。

物联网结合电力系统的应用，实现
了更加先进的智能化系统以及自动化系统的功能。

电力物联网的安全防护技术需
要得到足够的重视和应用，从而保障整个物联网系统的安全性和可靠性。

在现代
计算机技术迅速发展的同时，电力物联网的安全防护技术也应该进行一定的改革
和创新，实现电力物联网技术的发展。

1泛在电力物联网概述
1.1泛在电力物联网技术的概念
泛在电力物联网技术是指可以在任何时间、任何空间、任何客户终端之间进
行信息交互的技术方法。

该技术具备极高的兼容性，不同类型的数据信息都可以
在电力网络中进行数据传输，其运行的本质是进行数据信息快速共享，进而形成
将虚拟数据进行具象化呈现的物理实体。

各类型实体进行相互间合作，使所有信
息能够得到第一时间反馈，以实现电网信息实时交互目的的电力生活体系。

1.2泛在电力物联网技术的特征
泛在电力物联网技术不同于传统物联网技术。

此类技术是将能源信息、空间
信息及商业信息进行互联，使其呈现出全息感知、多节点连接及信息实时共享的
特征。

全息感知是利用RFID、传感器等数据采集设备，对所有系统设备运行数据
信息进行动态获取，以丰富基础数据库内容。

多节点连接是技术人员可以借助移
动网络对数据网络中的系统设备信息、用户基本信息及用户使用反馈等信息进行
快速传输的方式。

信息实时共享是用户可以借助不同类型端口的终端设备，对所
需信息进行快速获取、管理的方式[1]。

1.3泛在电力物联网技术的架构
泛在电力物联网技术的架构可以分为感知层、网络层、平台层及应用层，不
同服务层承担着相应的服务内容。

实际操作过程中，感知层主要负责采集电力相
关的基础信息，如发电站、电力中转站及变电站等平台上传的电力相关数据信息。

借助网络层对数据信息进行传输，每次传输间隔应保持在1 ～ 10 ms。

平台层接
受到数据信息后，借助大数据技术和专家系统对数据进行整理，构建不同类型数
据的总集合U，U={U1，U2，U3，U4…Un}，n=1，2，3，4…n。

集合中各元素代表不同类型数据，完成整理的数据按照分类要求归属总集合，成为对应集合的子集，借此提升数据信息的整理效率。

应用层主要属于系统的执行层，针对不同服务需
求匹配对应服务内容，提高问题的处理速度[2]。

2泛在电力物联网的关键技术
2.1智能芯片
随着电力系统的不断发展，越来越多的计量、保护、变换、控制、监测、用
电等设备接入电力系统。

各种电力设备的运行产生了大量数据，多数现场数据采
集设备仍然是传动的工业采集装置，数据可靠性差，精度低，造成终端设备的智
能化程度低。

基于智能芯片的微型智能传感及智能终端可以充分解决这一问题，
其具备高精度、低功耗、微型化、智能计算的特点，一方面，可以完成设备信息
的采集、提取及传递；另一方面，通过本地边缘计算，可以实现终端智能化，完
成本地自控，从而实现了同时具备遥测遥信功能和遥控功能[3]。

2.2物联网平台
随着电力系统海量数据接入一体化数据平台，可以通过对大量数据的合理分析、深层挖掘，进而实现电力信息的有效利用。

一体化数据平台应当具备大数据
处理和云端计算功能，以及实现风险预测、电力系统故障诊断等人工智能的能力。

目前，百度的“天工”智能物联网平台、中国移动的OneNET 物联网平台，阿里的link 物联网平台等一体化数据平台相继在生产实践中展开应用。

中国移动的OneNET 与Hi电展开合作，很大程度上解决了常见的设备问题，比如位置监管、
状态监测、信息管理、方向控制等。

物联网平台在实际生活、生产应用中具有良
好的发展前景，能够推动城市管理项目的稳定运行[4]。

3泛在电力物联网的发展前景
在未来能源的发展中可再生能源是主要发展方向，太阳能和风能是比较典型
的代表，具备较强随机波动性以及明显的间歇性，从而影构建出具有可调节性、
灵活的电力系统，以对大量的可再生能源进行消纳。

3.1清洁能源消纳的措施
（1）对运行源网荷储设备及其状态与环境信息进行全面深度感知，运用市
场措施指导用户参与调峰调频，主要是利用虚拟电厂以及互补多能，将分布式新
能源的电网可调控容量及友好并网水平占比提升。

（2）使调度优化来实现协调
控制跨区域送受端，以电力市场为基础实现省间交易集中式新能源以及省内交易
分布式新能源，对于弃风弃光有一定的缓解作用，推动清洁能源的消纳。

现阶段，大量使用直流输电、新能源发电以及电力电子装置等，电力系统不断提升其规模
以及自身复杂性，从而严峻挑战着运行电力系统的安全性和稳定性[5]。

3.2提升运行水平
可再生电源并网规模大，在绿色能源供给时，对于安全、经济运行电力系统
是一定的挑战。

针对这样的情况，应将电网运行的安全性以及经济性提升。

（1）可建立电网一张图，主要实现广泛互联输变电及配用电设备与深度采集信息，实
现就地处理故障、主动精准抢修、治理三相不平衡、稽查营配及自治区域能源。

（2）结合交直流一体化大电网运行安全要求，在其中加入互联网思维，构建新
一代自动化调度系统，实现统一逻辑、物理分布，将调度控制技术的支撑水平全
面提升。

（3）对具备“规划、构建、运行”三阶段的“网上电网”加以打造，实现线
上作业电网规划的全业务；建设全过程数字化综合管理平台，从而移交数字化，
将数字化管理质量提升。

3.3制定匹配的管理机制
电网资产数量多、类型多、较分散以及所处环境复杂。

不断扩大电网资产规模，生产成本将进一步降低，确保安全运行设备，完善构建出管理设备资产机制。

基于资产身份的编码，将全面感知资产状态作为手段，达到资产管理期间的多码
联动以及贯通信息，在管理重要资产、跟踪资产的全生命周期和检查维护设备中
发挥关键作用，从而实现在线感知可视电网资产[6]。

结束语
近年来，泛在电力物联网建设逐渐成为过往的重要工作，并计划于2021年
拟初步建成，进而推动电网业务的创新发展，同时实现统一物联管理，大幅提高国网运行管理水平，为国网适应全新时代环境并长远发展奠定基础。

泛在电力物联网的建成，能够为电力营销服务的创新进步提供有力支持，对国网市场竞争力的提升具有重要意义，同时也能充分实现国网向服务方向转型的重大战略。

参考文献
[1] 傅质馨,李潇逸,袁越.泛在电力物联网关键技术探讨[J].电力建设,2019,40(5).
[2] 马旭明.浅谈电力物联网建设中的关键技术[J].信息技术与信息化,2014(11).
[3] 江华,孙圆圆.电力物联网技术的应用[J].宁夏电力,2014(2).
[4] 王卫忠,吴黎明,曹建忠.用于电力营销的互动化智能终端设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2013,13(5).
[5] 何伟,马亮,孙滢涛,等.物联网技术在电力营销服务中的应用[J].电力需求侧管
理,2016(S1).
[6] 江秀臣, 刘亚东, 傅晓飞, 等. 输配电设备泛在电力物联网建设思路与发展趋势[J]. 高电压技术,2019(5):1345-1351.。