泛在电力物联网在电力市场应用中的展望

卢翔

摘要：目前，我国电力行业发展迅速，物联网技术融合下泛在电力物联网应运而生，并且为电力工作提供了有力的支持。文章通过对泛在电力物联网特点进行分析，对相关技术与展望加以研究。

关键词：泛在物联网；电力市场；物联网；泛在应用

引言

泛在电力物联网是物联网技术在电力系统当中的高级应用，其充分融合了现代通信、大数据、云计算和人工智能等技术，依托智能电网的基础，构建一个万物互联和人机交互的信息物理融合系统。泛在电力物联网的建设将极大程度提高电力系统的智能化程度，实现电力系统运行状态全面感知、优化配置各类资源和灵活提供多样化服务，为建立全球能源互联网迈下坚实的一步。

1泛在电力物联网的特点分析

国网对泛在电力物联网目前规划有3个云：一是支持安全生产调度与运行检修的生产控制云；二是支持客户服务和增值服务的公共服务云；三是支持企业经营管理和智慧党建的企业管理云。物联网业务种类繁多、流向多、业务复杂，需要有效调度，满足差异化业务需求，多业务综合承载，实现泛在连接。面向电力物联网的传统业务和新兴业务，业务承载差异化需求明显，表现在：安全等级差异大、带宽要求差异大、接口类型差异大、时延要求差异大。例如：精准负控、配电自动化等，要求极低时延和高可靠性；用电信息采集、电力智能资产管理、分布式能源管理等，要求提供多连接的承载通道，实现万物互联，为减少网络阻塞瓶颈，需要大规模的机器类通信；输变电3D实景三维图像传输、超高清视频监控、云存取，需要承载网提供超大带宽。与物联网相对应的业务类型有：信息采集类：mMTC（大规模机器通信）；控制类：uRLLC（高可靠低时延通信）；视频监控类：eMBB（增强型移动宽带）；数据中心业务：BB（宽带）等。

2泛在电力物联网主要技术要点

2.1智能传感及智能终端技术

在泛在电力物联网发展过程中，非常关键的一个技术就是智能传感及智能终端技术，这种技术具有精度高、含有多维特征参量的特点，对于泛在电力物联网的运行具有深刻影响。其中，针对电力设备层的智能化传感装置，为了确保其能够充分发挥其作用，需要保证在复杂电力应用情况下对对应的多维特征参量数据的科学性、准确性和实效性，为后续各种控制工作提供有效的数据支持。在电力系统运行过程中，发电设备、输电设备、变压器、配电器等设备均长期处于复杂的运行状态下，为了确保泛在电力物联网整体运行稳定与有效，就需要确保其智能传感装置能够有效处理具体装备面临的复杂工作环境和工作情况，尤其是要能够实现对多维特征参量如光学、电磁、声学信号的有效采集和传输，进而确保电力系统各个环节运行数据的准确性。另一方面，还需要有效提高针对电力系统数据的分析处理能力和效率，要将系统收集得到的信息进行及时准确处理，并将其进行准确传输和应用，从而为电力系统的整体有效运行提供必要支持。

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。

2.3统一交换技术

POTN能够支持基于信元交换的统一交换矩阵，对各种业务协议透明；其融合的集中交换和背板总线架构支持OTN以及分组的电层疏导与调度，实现分组数据和TDM/OTN之间的灵活适配与互通。VC/Packet/ODUk（虚容器/分组包/通路数据单元）采用统一信元交换，基于统一信元交换内核的POTN设备，具备超大容量多粒度电交叉，自由调度统一交换架构，支持时分复用和分组交换的统一数据传送，融合PTN和OTN功能于一体，在统一交换单元下可同时支持VC/Packet ODUk交换。

2.4一体化通信网络技术

在建设泛在电力物联网的过程中，要将各个设备、主体进行有效连接，并实现人与人、人与设备、设备与设备之间有效及时的交互网络。为了达到良好的信息通信效果，可以在建设实践过程中引入北斗系统，并结合电力网络的实际情况建设能够达到良好运用效果的电力物联网沟通系统。可以利用先进技术实现电力系统各个终端的有效接入，还可以利用先进的5G技术将信息沟通提高到一个新的水平，从而为达到一个更加高效及时的电力系统沟通网络打下基础。在实践环节，可以将系统各个主体各个环节纳入其整体统一的运行网络系统，并注意利用各种先进技术实现网络的系统性构建和连接，在此基础上将其与电力运行的实际要求结合起来，最终实现良好的电力整体控制效果。

2.5大数据挖掘技术

泛在电力物联网采集了大量的数据，针对这些数据分析其有用的价值，可以为能源调度优化，减少线路损耗，提高设备使用寿命打下基础。同时针对综合能源服务的数据挖掘，其与其他主体单位的共享共建还可以打开另一个盈利点为电网企业增加更多的收益。针对泛在电力物联网的大数据挖掘技术也是其建设运行过程中的关键技术之一。

3泛在电力物联网在电力市场应用中的展望

3.1提升电网安全经济的运行水平

泛在物联网技术的发展在很大程度上促进了能源的均匀分布，为电力系统“发–输–变–配”各个环节的安全稳定运行创造了条件。与此同时，泛在物联网有助于促进我国能源建设效果，提升清洁能源的开发和应用，比如太阳能、风能等。结合物联网技术，研发风能、太阳能、负荷实时监测和功率预测系统，可以建立以火电机组为底层支撑的能源统一调控系统。在电力系统数据有效监测和分析的基础上，能源监控和调度更加方便，能够及时解决用电系统和线路方面的难题，实现电力系统的智能化发展。

3.2基于ODU交叉，实施对大容量业务的灵活调度

在电力信息网IP骨干网流量急剧增长的情况下，核心路由器面临着巨大的处理与扩容压力，POTN的L1或L2层实现中转业务分流（IP offloading），可解决核心路由器的扩容压力、高成本等问题，针对未来核心路由器之间100GE高速互联，POTN传送的带宽效率和可靠性提高，也为降低网络的综合成本提供帮助。典型应用如电力图像监控、数据通信网骨干链路等数据类业务的传输。推进POTN网络应用，开展传统大容量业务及新兴业务接入，强化数据网业务接入，开展数据通信网方式调整和视频监控、机器人巡检等大颗粒以太网业务承载等相关工作。

3.3 电力物联网终端设备本体安全防护

电力物联网终端设备容易失窃、容易遭受黑客物理访问和物理攻击，因而，除了电力物联网终端与主站之间的身份认证和传输加密之外，还应重点对电力物联网终端进行设备本体的信息安全防护，防护不仅包括芯片的故障注入、差分攻击、时间攻击、能量攻击等方面的防护，还应重点针对电力物联网终端的随机数和所有密钥的全生命周期管理方面，特别应在设备内设置检测和密钥应急销毁机制。

结语

电力物联网是电力行业的发展趋势，通过构建电力物联网可以提高电力生产的效率。通过对泛在电力物联网关键技术进行分析，并提出相应的措施，对于推进电力物联网的建设具有一定的价值，相信在未来的发展中泛在物联网技术将会得到更广泛的应用。

参考文献

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