泛在电力物联网的规划与发展分析

刘 文

泰州三新供电服务有限公司泰兴分公司 江苏 泰兴 225400

1 泛在电力物联网的架构

泛在动力物联网的体系结构形式与其他形式的物联网系统相同。它分为四层，即感知层、网络层、平台层和应用层。因为平台层是整个物联网系统的核心，一般来说，平台层往上至应用层的方向称为北向，往下至感知层的方向为南向，而平台层又会被称为中台。因此，通过对泛在物联网分析能够总结出，其主要包含感知层、平台层、网络层以及应用层等结构。就整体产业发展系统来看，其能够简单概况为“云—管—边—端—芯”，主要代表云端、通信网、边缘计算、终端信息收集器（传感器、RFID等）、人工智能。

2 泛在电力物联网规划要点

2.1 必须在基层布置好传感器

电力物联网传感器研究感知层是电力物联网的第一层，信息的识别、采集与组织必须通过传感器来实现。我国的电力系统是复杂多样的，需要合理的方法利用传感器技术才能实现统一的信息交换和信息处理。根据研究对象的不同，现阶段研究中，主要有3种传感器：首先是无线传感器，它是由带有电磁屏蔽的电路板和天线组成的，结构小巧并简单，现在应用已十分成熟。其次是气敏传感器，它大多数用在变压器的油色谱检测中，它可以测量气体属性，并将测量出来的气体属性转化成电信号。最后是温度传感器，它可以测量各种设备的温度数据。

2.2 网络层是重中之重

超大型城市群和新区域城镇的分布网络部署方案更加复杂多样，而功耗低、部署灵活、网络不易受影响是无线自组织网络具有的优点。因此，未来电力系统网层通信模式的发展方向将是"有线无线"的互补模式。同时，为防止受到网络上攻击的风险，泛在电力物联网还应该具备安全防御的功能。

2.3 规划底层自组、核心通用网

配电网保护、调度自动化、生产管理、需求侧响应等业务的信息传输是配电通信系统承担的任务。不同的业务需要不同的网络QoS。同时，随着清洁能源比例的提高、大功率传感器和智能配电终端的接入，无处不在的传感信息的数据量和呈现维度呈爆炸式增长，对于具有大量终端和有限带宽资源的基础接入网络，必须设计稳健的自组织网络路由策略，以确保状态和控制量的及时传输。

3 泛在电力物联网关键技术

3.1 泛在感知技术

泛在电力物联网主要通过数据为核心，利用智能物联网终端对电力系统静态以及动态信息给予搜集，因此，感知技术对于泛在电力物联网的实现发挥着基础的作用。对感知终端建设过程中需搭建芯片级传感、感传一体化、宽窄带通信、嵌入式AI等系统并实现不同技术交叉实现，先进感知、边缘计算、安全连接、微源取能等关键技术给予重点关注。通过感知世界信息模型以及边缘数据聚合的形式完成设备状态的参量建模、传感数据解调，并实现精准的故障定位；在终端设计当中通过物联代理的形式完成数据与应用的分隔，加大终端硬件灵活扩展性，完成软件灵活动态加载以及卸载；通过边缘计算智能分析能力，增强泛在电力物联网边缘侧的数据处理效率，完成智能终端分布自治把控，最大限度的降低云端以及主站集中把控以及信息的处理压力，同时增强系统反应速率。用户侧泛在感知技术的具体使用需重视综合用户画像，保证其精准度，同时更好的把控用户用电场景，完成用户侧价值的具体创造。

3.2 储能技术

储能作为能源互联网创建的重要存在，具有成本低、性能高等优势，其通过集中式或分布式的接入，搭建高比例、泛在化、可共享以及可广域协同的储能形态，并实现电力毫秒至数天的宽时间尺度上相互调节。同时进一步转变电能时空特性，从而实现电力发即用、瞬时平衡发展目标。储能技术的使用为用户侧与能源交互平台的高效参与提供了更多协助， 为实现用户参与需求侧响应、分布式电源交易等电力交易创造了科学的管理平台。

4 泛在电力物联网发展分析

首先，2019-2021年是战略突破期，三年后，泛在电力物联网将初步建成；然后通过第二阶段，三年容量提升，到2024年，泛在电力物联网将建成。建设包括内部业务、外部业务、数据共享、基本支持、技术攻关和安全保护等六个方面，以及11个关键方向。目前，国家电网集团已接入终端设备5.4亿多台（含4.5亿米，各类采集、保护、控制设备数千万台），数据采集日均增加60TB以上，覆盖用户4.5亿。预计到2025年，将有10亿多个电网接入终端设备，到2030年，将有20多亿个终端设备和传感器连接到国家电网集团自己的物联网系统SG-elot。整个泛在电力物联网将成为物联网最大的生态系统之一，拥有最多的接入设备。

构建泛在电力物联网的意义还在于可以获取电力系统的数据，包括电网系统的生产、运行和维护，以及用电数据等，可以依托电力物联网平台开展新的业务。这些数据收集后，可以存储在私有混合云平台中，并对数据进行清理、分类和分析。通过对数据的分析和利用，可以建立智能配电、智能电力、智能公园等综合能源服务，并通过对长期电力数据的监测，与用户建立良好的互动关系，预测变电站和配电设备的故障趋势，预测不同季节、不同月份、不同时间的居住区和工业园区的用电高峰期。同时，它也可以预测电网的负荷趋势，有效的防止了用电事故的发生。当泛在电力物联网系统遭受雷击或攻击时，电网中的故障设备和设施能够以最快的速度从电网系统中分离出来。

目前，随着5G、人工智能、物联网、边缘计算等技术的快速发展和应用，涉及到工业互联网、能源互联网、AI智能等不同行业的应用场景。作为一项战略性的基础设施，依托上述的新技术，泛在电力物联网将会在未来的十年中迅速的发展，非传统的电力设备领域将要迎来更大的发展空间。

5结束语

综上所述，泛在电力物联网建设并短时间能够见效，需在不断实践当中给予有效的完善。而以往传统配电网向向泛在电力物联网进行转化时，需坚持一致性原则，加强技术标准规范的统一化，继而更好的保证电网整体规划的科学性。当前新型综合能源服务商新业态必将应运而生从而成为市场中的主角。因此，加强泛在电力物联网规划与发展研究能够更好的满足当前日益发的建设需求。