泛在电力物联网关键技术及其应用前景分析

许冠亚，邵 平，赵肖旭，耿玲娜，靳栋曼，谢 添

（1.国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司，江苏 镇江212000；2.中国联合网络通信有限公司镇江市分公司，江苏 镇江212000；3.国网江苏省电力有限公司检修分公司，江苏 南京210000）

泛在电力物联网作为电网发展新趋势，为我国电网事业发展带来的契机。当前我国电力系统正朝着高效发展趋势迈进，电力系统各个环节也朝着互联、人机交互、全面感知层次迈进。为此，国家电网也提出了“泛在电力物联网”的战略发展目标。泛在电力物联网可以通过高效数据信息分析，促进电力市场改革，强化电力企业的市场竞争力，为社会提供更人性化的服务。

1 泛在电力物联网内涵

泛在电力物联网便是利用移动互联技术、人工智能技术、现代信息技术、现代通信技术、物联网技术、人机交互技术等诸多手段，构建出的电力网络信息平台。泛在电力物联网具备全面感知、高效处理、使用便利等优势。当前我国社会泛在电力物联网构建的目的，便是实现电网公司的智慧化、多元化、便捷化。泛在电力物联网是电网公司除了实体电网之外的另一张电网，能够动态化结合电力公司电网的运行情况，并进行分析，科学进行物联网与电网的融合发展，并构建出一个完善的数据化信息平台[1]。在此平台上，可以有效协调电力公司电网与物联网的整合，构成“能源流、业务流、数据流”三流合一的能源互联网，便于电网管理和电力资源配置。泛在电力物联网作为一个电力信息系统，具备了互联网自身携带的特点，通过“全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新”等诸多优势，可以全面捕捉电网各个环节设备运行情况，贯穿到电力系统的各项业务。将“电网设备、电力资源分配、用户需求”进行紧密连接，确保互联网将多个系统衔接，满足不同用户们的电力资源需求。泛在电力物联网的开放共享数据特点，将具备价值的电力数据信息利用互联网形式进行传递，为能源行业与电力市场发展策略打下基础，促进电力领域的可持续发展。可以说，泛在电力物联网是电力企业、用户双方共同参与的项目，也是电力领域发展创新壮举。

2 泛在电力物联网的关键技术

2.1 智能芯片

电力系统的发展进步促使着诸多关于计量、变换、控制、监测、用电等设备的进步，在泛在电力物联网运行时，必然会产生诸多数据信息。当前很多现场数据采集设备依旧使用传统的数据采集装置，其精准度低、可靠性差，很难满足当前电力系统发展需求。智能芯片作为一种微型智能传感设备，具备极大的存储容量，而且具备高精度、低能耗、微型化、智能化等优势，不仅可以及时开展电力设备数据采集，而且还能够实现数据信息的传递，利用本地边缘计算的形式，实现终端智能化自动控制[2]。近年来，我国智能芯片产品层出不穷，谷歌研发的“Edge TPU 芯片”、中科院研发的“寒武纪芯片”等，都能够运用到电力系统数据信息采集传输工作当中，促使着泛在电力物联网的全息感知与智能化发展。

2.2 5G、LPWA

电力系统分布相对较为广，遍布到了我国各个复杂的地质环境当中，在高山、森林、冰川等地域都存在电力系统，这也为电力数据传输工作带来了极大困难。当前泛在电力物联网数据传输的过程存在两种形式：①以太网、电力载波有线网络；②5G、LPWA 低功率广域网。泛在电力物联网因为数据信息巨大，并且数据分布相对较广、具备分散性，容易出现不易供电、难以连接、采集频率低等诸多特点，传统以太网和电力载波有线网络无法满足泛在电力物联网数据信息传递共享需求。在我国网络通信技术不断发展的当下，5G 与LPWA 低功率广域网可以有效满足泛在电力物联网的数据传输要求。5G 技术是物联网发展的基础，促使着智能分布式配电自动化、毫秒级精准负荷控制等业务的进步。在5G 技术支持下的泛在电力物联网运行，可以开展海量用电信息采集、智能汽车充电桩、分布式电源接入信息等采集业务。LPWA 技术作为一种智能芯片技术，通过制造不同智能化芯片，保障泛在电力互联网各项功能正常运行。在EMBB 移动宽带切片的支持下，保障高清视频传输、电路状态监控、无人机远程巡检等业务顺利开展。使用VIOCE 语音切片，可以针对紧急通信、电话管理、语音信息等语音类数据进行及时处理，保障泛在电力物联网的信息传递效率。针对不同场景、功能，选择区别化的LPWA 智能芯片，在5G 网络技术的支撑下，通过网络通道的形式快速进行数据传输。

2.3 物联网平台

泛在电力物联网作为信息化电力系统当中信息化平台，通过对大量数据信息分析与挖掘，可以捕捉到对电力信息具有价值的数据信息，并加以利用[3]。物联网平台作为一个基础性的信息化平台，应该具备一体化数据信息处理的能力，以便于实现风光预测、电力系统故障诊断、人工智能等功能。当前我国很多高新技术企业设计出了层出不穷的物联网平台，百度公司的“天工”智能物联网平台；移动公司“one net”物联网平台；阿里公司“link”物联网一体化数据平台等纷纷上市，为泛在电力物联网平台构建提供强大基础保障。例如，移动公司“one net”物联网平台，可以协助电力企业开展“设备状态检查、反向控制设备检测、设备信息管理”，有利于实现电力企业在多个城市的电力运营管理。

3 泛在电力物联网未来应用策略

3.1 健全智慧能源服务平台

智慧能源服务平台是泛在电力物联网平台的基础环节，可以有效实现电力企业与用户之间的交互。结合泛在电力物联网平台当中所呈现出的数据信息内容，促进电力企业与用户们之间的互动与交流，通过电网调峰调频等形式，为用户们提供更加人性化服务。利用互联网、光伏云网、终端边缘计算机技术，提供电网服务以外的互联网金融服务、大数据信息处理挖掘、线上供应等诸多新型服务。整合电力企业、政府、金融机构、第三方投资、用户等诸多资源内容，为多个主体提供服务，构建出完善统一的智慧能源服务平台。

3.2 加大开放电力市场

电力资源已经成为社会生产不可或缺的重要资源内容，电力资源使用量不断增长促使着电力市场不断扩大。泛在电力物联网能够有效打破原有的电力市场格局，促进电力市场开放并且获取风力、光伏、负荷功率等信息，将新能源和负荷聚合构成一个整体。通过当前泛在电力物联网，实现在电力资源现货价格和增量配网、局域电网、微电网等诸多交易形式。在开放电力市场的基础上，逐步实现我国网络化能源生态体系的构建，达成泛在电力物联网平台战略发展目标。

3.3 强化电网资产管理质量

泛在电力物联网平台应该为电网企业的资产全寿命周期管理提供基础保障，以全寿命周期为主开展成本管理并实现资产和物资流、信息流、价值流的整合集约管理，确保电网资源管理实际效率。在我国电网建设国模不断增大的当下，电网资产管理情况更加复杂，传统人力监督巡查手段已经无法满足当前电网资产管理的需求。泛在电力物联网当中，通过设备资产规划、采购、运行等各个环节的数据追踪分析，全面针对电网设备进行追踪。在人力管理工作层面来说，可以构建出人员ID 动态数据传输系统，实现人、卡、数据的更新跟进，确保电网资产管理工作质量。

4 结语

总而言之，构建泛在电力物 联网是未来电力事业发展的必然选择，不仅可以承载能源数据流，还可以能源技术作为依托，获取多样化的物联网信息。通过构建电力数据模态关系的形式，切实在保障电网安全运行的基础上，满足人们日益增长的电力需求。电力工作者应该正确认识到泛在电力物联网构建的重要性，不遗余力地健全泛在电力物联网平台，促进我国电网事业的可持续发展。