摘要：随着交，直流输电规模的迅速扩大，分布式发电设备接入的类型和数量迅速增加，导致电网复杂性的不断提高，对传统的电网形式提出了挑战。另一方面，人工智能技术的发展也对电网的功能和运行方式提出了新的要求。因此，将泛在的物联网技术结合起来，将现有的电力系统构建成泛在的电力物联网是未来电力能源系统的发展趋势，也是现阶段国家电网最紧迫，最重要的任务。
关键词：LPWAN；物联网关键技术；应用前景
引言
能源供应压力的不断增加以及大量各种类型分布式能源的持续使用，给电力系统的经济运行，安全管理和应用服务带来了前所未有的挑战。中国国家电网公司提出了创建无处不在的电力物联网的想法。它旨在通过物联网技术为电力系统提供灵活的传感，实时通信，智能控制和可靠的信息安全性，并不断提高电网运行控制和调度的智能水平，继续加深各种能源之间的相互作用，并将现有的电力系统转变为更高效，更安全，更可靠，更具弹性和可持续性的智能联网电力能源系统。
一、泛在电力物联网的含义
通俗来说，泛在电力物联网的本质是一个物联网。物联网是把人与物、物与物相连的一张大网，如用手机控制家里的电视、空调、马桶等就是物联网的一种应用。电力物联网是把电力系统里的各种设备、电力企业和用户相连形成的一个网，而所谓的“泛在”就是“无所不包、泛在”的意思。
以用手机交电费为例，人们之所以可以如此方便地交电费，就是因为物联网实现了手机与智能电表互联互通。这只是泛在电力物联网在用电侧的应用。未来的泛在网络更大的想象空间是在配用电侧，它将是主动式配电网的高级表现，能够实现分布式发电（DG）与智能用电的完美结合，网络中无处不在的感知技术与多层次计算能力将解决“电从哪里来”“来电是否清洁”的问题，这也将是对能源互联网概念的诠释。
事实上，“泛在网”有能力做到发、输、配、用等电力环节的全覆盖，其在配用电侧有更多的表现是因为发、输电侧的智能化水平比配用电成熟。相对发、输环节而言，配用电环节的体量更大、影响更深、覆盖范围更广，两者之间类似人体的主动脉与毛细血管之间的关系。但就“泛在”的概念而言，打通电力这个商品的全寿命周期，运用技术手段实现能源生产、输送、消费的安全性与经济性，才是未来能源革命的方向。
二、LPWAN电力物联网管理需求
在源网格友好的交互式系统中，LPWAN终端控制器用于分布式发电系统的交互式连接服务，例如光伏和风能，微电网，储能电站以及智能渔业和智能家居，以实现能源的最大利用资源操作模型。此外，LPWAN技术可用于多种操作场景，从而可以将来自单个网络和多种场景的数据上传到云平台。应用包括在发电侧的运行监控，在传输侧的电场的数值分析和传输，在变压器侧的设备故障分析，在配电侧的电缆温度测量，设备绝缘监控以及电气设备运行状况监控等等。桩管理等。
云平台对“云端”通信的速度和准确性具有以下要求：
1）支持高数据并发和快速响应云平台需要响应和处理同时上传的海量数据或能源管理层发布的指令。
2）支持海量数据存储为了方便海量数据管理，云平台需要科学地存储数据，以方便实际应用。
3）支持智能分析和决策。云数据需要合理分配。在构建能源知识库的同时，实现了数据的智能分析和决策。
三、基于LPWAN的泛在电力物联网建设战略安排
泛在电力物联网未来的建设节奏分为两步：一是到2021年达到网络的初步建成，实现业务数据的基本贯通，以及对物联管理的统一；二是到2024年完成网络的全面工作，全面实现数据的物联运行与管理。
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全部建成后，泛在电力物联网将会成为接入设备最多的物联网生态圈。据有关研究统计预测：目前国网系统接入的终端设备超过了5.0亿只（包括电表4.5亿只、其他设备几千万台）。根据国网规划，2025年接入终端设备将超过10.0亿只，2030年将达到20.0亿只。2019年是我国电力信息化投资的元年，预计2019—2021年，国网在电力信息化上的投资将分别达到300亿元、500亿元、600亿元，如此大规模的投资将会带动整个产业的高速增长，每个环节都将迎来周期性的成长机会。同时，作为一种战略驱动的能源革命，泛在电力物联网也将引发电网装备与规划设计思路进行迭代更新。
四、基于LPWAN的泛在电力物联网的架构
作为一种物联网，泛在电力物联网包含感知层、平台层、网络层、应用层这4层结构。整个产业链可以简单概括为“云—管—边—端—芯”，即云端、通信网、边缘计算、终端信息收集器（传感器、RFID等）、人工智能。“管”是“端”和“云”之间的一条数据纽带，利用科学算法实现网络综合管理和快速调用，在云端进行各类型通讯信号的高效整合，快速拉升网络服务能力，以满足物联网在配电业务应用中所需的条件，即数量大、类型多的接入端口、高效灵活的调取方式、稳定可靠的工作特性。此外，卫星和5G技术形成的信息传输系统将成为泛在网络实现的关键力量，信息的传输速度与流量是泛在网络的技术保证。
五、基于LPWAN的泛在电力物联网的发展逻辑
未来，国家电网将建立与电力互联网和互联网经济发展相关的新业务，包括清洁能源，高端制造业，智能生活空间和城市智能管理等新业务。无处不在的电力物联网固有的逻辑将不可避免地为智能社区和智能城市的整体能源解决方案，智能交通的整体能源供应解决方案，智能能源包装和交易模型，用户能效分析和用户画像做出贡献，智能家居和能源管理等方面的扩展。非传统领域的新格式已经与传统电网业务处于同一水平。尽管国家电网培养了高素质的人才，但其当前的竞争优势主要来自专有技术。尚未在公众心目中树立技术公司的形象。超级用户期待获得更多信息和参与。增值服务，例如电力诊断，科学的用电方案以及差异化的电价信息。在行业追求先插后进的背景下，打造世界一流的能源互联网公司，有必要深刻改变用户习惯，不断提升用户体验。粘性可以进一步赢得发展机会。
六、基于LPWAN的泛在电力物联网建设的建议
电网的发展升级亟待物联网技术的深度参与，然而物联网作为一项前沿技术尚有诸多难题需要解决：在态势感知方面，现有传感器的识别能力和复杂环境下的可靠性不足；大量数据及时传输问题和无线传输安全问题均没有普适性的解决方案。物联网产业当前发展提出的新概念多、喊出的口号多、实际产品落地少。这主要是由于现有硬件水平和经济适用性问题尚未有效解决，整个行业处于“摸着石头过河”的阶段，对于电网建设来说，应在这样一个萌芽阶段及时制定远期规划，科学规范引导物联网在电网中的发展，有效避免重复性建设。
结束语
泛在电力物联网的建设不是一蹴而就的，需要在探索实践中不断试错来改善更新，这必将是一个漫长的过程，在培养用户习惯、调整路径依赖等非技术层面工作上尤其如此。因此，在传统配电网向泛在电力物联网过渡的过程中，秉承一致的发展原则与规范的技术标准对于整个电网的统筹规划建设至关重要，只有这样才能在技术上一脉相承、在用户习惯上始终如一、在工程建设上精益高效，短期内规范产业积极向好发展，长期上确保与国网一号文精神高度一致，为智能坚强大电网建设保驾护航。
参考文献：
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[4]徐峻滨.泛在电力物联网在营销服务中的应用初探[J].大众用电，2019（5）：16.
论文作者:谢恩发
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/2/25
标签：电力论文; 能源论文; 电网论文; 智能论文; 技术论文; 数据论文; 互联网论文; 《基层建设》2019年第29期论文;