泛在电力物联网研究现状分析

买文捷

摘要：电力行业对“物联网”的理解是：物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统。“泛在物联”是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息连接和交互。“泛在物联”在电力行业的具体表现形式和应用落地，不仅是技术的创新，更是管理理念和思维的创新，对内重点是质效提升，对外重点是融通发展。

关键词：泛在物联；电力网；现状

一、泛在电力物联网简述

1.1 泛在电力物联网的提出背景

从国家的角度来看，建设泛在电力物联网是国家电网公司对网络强国战略的具体实践，是其落实中央部署、发挥央企带头作用的重要举措，是其适应内外部形势和挑战的必然要求。从国家电网公司的角度来看，面对市场化的挑战正在诉求战略转型，做出全面推进“三型两网”建设，加快打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业的战略部署，正是其具体措施之一。从服务对象的角度来看，近十几年我国经济发展迅速，相应地，企业、居民等电网服务对象对电能的需求量剧增，需求模式也趋向多样化，当前电网的技术水平、管理模式等已经非最优化，难以完美满足各方的要求，电网企业需要从工程驱动转向客户价值驱动，实现满足客户需求的“定制化”解决方案，即建设泛在电力物联网势在必行。

1.2 泛在电力物联网的概念和建设意义

泛在电力物联网是指围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统，主要包含感知层、网络层、平台层、应用层4层结构。

建设泛在电力物联网在技术和业务两个方面具有重大意义。从技术方面讲，建设泛在电力物联网能够推动电网和互联网的深度融合，把大数据和人工智能等先进技术手段应用到传统电网中去，实现传统行业与新兴技术相结合，从而更有效率地进行能源分配，避免浪费，并从整体上促进中国电力行业提高相关技术水平，在技术上追赶乃至超越世界先进电力企业。从业务方面讲，建设泛在电力物联网是国家电网公司的战略性调整，由自然垄断走向市场化，激发企业活力，以“坚强+智能”构建能源互联网企业的核心竞争力。在坚守原本业务的基础上，建设一个完整的以电力为核心的平台，拓展业务并形成生态圈，提供完整的、综合的电力相关服务。

二、泛在电力物联网建设的技术支持

泛在电力物联网的技术支撑主要有大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链、边缘计算等。通信技术贯穿全部，是泛在电力物联网的核心技术之一，是实现万物互联的基本组成部分。以下以通信技术支撑为例，泛在电力物联网可以通过不同类型的通信网络进行互联，但泛在电力物联网具有的复杂性、包容性、开放性和创新性自然决定了其需要海量的数据支持。每时每刻会传递大量的数据，4G通信已经不能满足其需要，而最新发展的5G通信又具有独特的优势，其高速率、高容量、高可靠性、低时延、低能耗分别与电力系统的基本需求相对应，即海量数据传输、万物信息互联、电力系统可靠性、灵活响应与协同控制、电池寿命与保障。

电力系统中对控制实时性和可靠性要求极高的部分必须接入电力光纤专网，其通信带宽、可靠性以及通信延时等方面的性能不低于5G通信，而对于分布式设备则对应于5G通信的高密度连接特点，同时5G带来的数据增长也会促进人工智能、大数据和深度学习等数据分析水平的提高，5G通信对分布式可控资源的海量接入以及广域的量测体系的建立和发展有重大意义。5G能够对电网多方面的升级提高起到助力作用，例如电网管理、用户服务和业务需求等。具体表现为软化开放技术能够协助管理泛在电力物联网，使得电网在通信上拥有更强的自主性；性能增强技术为泛在电力物联网的万物互联成为现实提供了技术支撑；自治优化技术让泛在电力物联网智能化，实现以用户为中心的新业态，做到状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活。所以5G通信是实现泛在电力物联网的关键技术支撑之一，这就使得网络运营商必须加快5G建设速度，扩大覆盖面积，稳定信号强度，并加快优化以上泛在电力物联网需要利用的技术，实现与泛在电力物联网的融合。

三、泛在电力物联网的应用

3.1 在传统电网领域的应用

在传统电网领域，泛在电力物联网的应用场景分成采集类和控制类。其中，采集类是指将被测对象的各种参量检测采集后，转换成数字信号，送到计算机进行存储、分析和处理，包括高级计量、智能电网大视频应用等；控制类是指通过输出的信号来控制系统的执行机构，包含用电负荷需求侧响应、分布式能源调控等。在泛在电力物联网应用场景下，采集类应用能够做到采集频率更高，内容更丰富全面，双向互动等；而控制领域将从当前的星型集中连接模式向点到点分布式连接切换，主站系统将逐步下沉，出现更多的本地就近控制和边缘计算。

3.2 在新兴领域的应用

在新兴领域，泛在电力物联网将在清洁能源消纳、综合能源服务平台、信息共享、多场景安全防护和多站融合等领域起到重大作用，为电网企业和新兴业务主体赋能。以综合能源服务平台和多站融合为例，综合能源服务平台是一种为满足终端客户多元化能源生产与消费的新型能源服务方式，其以用户为中心，围绕需求响应、能效管理和电力交易三方面内容，由传统的电能供应转向冷、热、电、气的综合能源供应，并充分利用技术优势为客户提供相配套的服务。多站融合是在传统的变电站、储能站和数据中心站融合的基础上，扩充融合分布式新能源发电站、5G通信基站和环境监测站等，实现业务上的跨界融合、数据上的开放共享，提高能源利用率。

结束语

总之，建设泛在电力物联网是国家电网公司在发展过程中迈出的重要一步，实现有效聚合分布式新能源和配电系统升级改变。它不仅仅是顺应国家发展，建设国家能源互联网的重要一环，更会深深影响我国电力行业的发展进程，促进企业技术升级和开拓新业务，也会使人们的日常用电方式发生变化。

参考文献：

[1]王忠敏．EPC与物联网[M]．北京：中国标准出版社，2004．

[3]张宁，杨经纬，王毅，等．面向泛在电力物联网的5G通信：技术原理与典型应用[J]．中国电机工程学报，2019,39(14):4015-4025．

[4]王蕾．国家电网对建设泛在电力物联网做出全面部署安排[J]．新能源经贸观察，2019(3):57-58．