摘要：社会的高速发展使得生产与生活对电能供应的要求越来越高。对人民生活、社会生产进行大规模的数据采集与分析，并根据结果做出相应的判断，对优化电力规划、节能减排、方便居民生活、统筹社会生产的意义重大。国家电网有限公司提出打造“三型两网”，其中泛在电力物联网肩负在现有电网基础上，进一步沟通用户侧与发、输、配电侧的任务。从功能来说，泛在电力物联网基本可以分为感知层、网络层、节点中心与调度层4个结构。根据各结构的作用有针对地进行发展与建设，系统协调基于整体构架建设泛在电力物联网，做到物物相连、人物互动，打造共建共治共享的能源互联生态圈。
关键词：泛在电力物联网；感知层；网络层；节点中心；调度层
中图分类号：F426 文献标识码：A
1 引言
国家电网有限公司2019年1号文件提出推动电网与互联网深度融合，着力构建能源互联网，并于2019年3月8日做出全面建设泛在电力物联网的战略部署。微网作为能源互联网的“有机细胞”，是能源互联网中能源流的主要载体；泛在电力物联网属于能源互联网的重要组成部分，是能源互联网中数据流的主要载体。在新形势下，如何借助泛在电力物联网的建设，实现微网的新发展，实现能源流和数据流的双向流通，对于支撑“公司、区域、园区”三级智慧能源服务体系建设具有重要的战略意义。
2 泛在电力物联网的建设要求
电力物联网建设对数据的管理和利用提出了更高要求。目前，国家电网系统接入的终端设备超过5亿台，这个数字还会随着电力物联网的建设而激增，带来的将是海量的数据。数据是资产，但恶意数据将对电网的安全稳定运行造成严重的后果。因此需要处理好三个方面的问题。第一，数据的价值挖掘。面对海量的数据，如何挖掘出有用的价值信息，为电力系统的运行和控制提供优质的数据基础。第二，恶意数据的检测。当前的恶意数据攻击越来越智能化，传统的检测方法只能检测随机误差，而对智能化的恶意数据却无能为力。发展有效的恶意数据检测方法关系着物联网数据资产的健康性。第三，数据的隐私保护。构建数据安全分级体系，基于不同安全等级确定数据的开放权限，保障业务执行效率和管理顺畅度。物联网技术正在飞速发展，而相应的基础设施和安全防护能力与之不相适应，网络安全问题是电力物联网最大的隐患。一方面，物联网的传输数据多采用非IP通信协议，缺乏有效的安全防护手段；另一方面，网络攻击手段日趋智能和专业，给网络安全防护带来了新的难题，导致近年来电网领域网络安全事件频发。所以，加强电力物联网智能化、信息化的安全风险管控和治理，如研发新一代安全智能电表、安全的通信协议及入侵检测体系，将是我国泛在电力物联网建设的一个重点。
3 泛在电力物联网环境下微网的发展
3.1 信息通信技术支撑泛在电力物联网建设
泛在电力物联网，就是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，实现电力系统各个环节万物互联、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。坚强智能电网和泛在电力物联网，二者相辅相成、融合发展，形成强大的价值创造平台，共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。泛在电力物联网包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构，感知层主要解决数据的采集问题，网络层主要解决数据的传输问题，平台层主要解决数据的管理问题，应用层主要解决数据的价值创造问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆作为泛在电力物联网神经网络的信息通信技术，有助于推动枢纽型、平台型、共享型的“三型”企业建设和管理创新实践，促进坚强智能电网的智能化、自动化水平持续提升，并为泛在电力物联网的顶层设计、基础设施建设、拓展功能应用提供支持，起到关键载体和服务支撑作用，其重要地位，不可替代。国网信通产业集团作为国家电网有限公司内从事信息通信建设的专业化公司，经过多年的经营发展，打造了覆盖“云-网-边-端-芯-智”的全产业链业务产品体系，形成了“国网芯”、智能化终端、空天地一体化通信网络、北斗及地理信息服务、大云物移智平台、智慧应用、网络及信息安全等富有竞争力的技术产品和解决方案，可全面支撑泛在电力物联网感知层、网络层、平台层、应用层的建设需求。目前，国网信通产业集团已经研究制定了以“国网芯”为核心、涵盖63个业务场景共246项解决方案的泛在电力物联网建设系列支撑方案，正积极推进各项解决方案的落地实施。
3.2 感知层组成
感知层是支撑泛在电力物联网的底层结构，连接到包括电力设备、家庭电器等物体，通过射频识别、传感器以及一/二维码等手段达到物物互通、人物互联的效果。这一结构主要承担泛在电力物联网的数据获取及上传至网络层的功能，通过实时数据与信息上传实现任意物体可随时随地进行数据传输，从而保证上级网络可以准确得到有效且及时的数据信息，使得网络层得以随时更新系统状态，通过内置算法等实时监测、预测，保证上传下达的命令有的放矢，切实提高网络运行效率。为保证泛在电力物联网可以高效承担所覆盖区域的数据采集工作，并为上级网络提供尽可能全面的数据内容，为社会生产、居民生活以及电网运行提供智能化和便捷化的管理，数据获取覆盖范围应涵盖产业生产数据、居民生活信息、新能源微网运行状态、公共设施工作状况、充电桩动态情况以及包括局部微气象变化、实时交通变化等多维度、全方面的信息。
3.3 网络层功能
网络层主要由大量分布在云端与工作范围内的计算机构成，通过智能算法起到智能评估与预测的作用，保证设备运行工况的实时监督，并做到防范于未然，提前感知，在故障发生前进行处理。该结构还需要肩负起生成基本指令以供上级结构进行判断与筛选的任务。云技术属于典型的实际网络层结构。用户将数据上传且可以直接存储在云服务器内，直接调用云处理器基于数据开展数据分析，用于指导企业的日常运作与生产。这一模式主要由企业与供应链连接的企业联盟使用，跨行业的综合分析案例尚未出现。目前，IBM与亚马逊等智能方案供应商的云计算技术相对成熟，其与汽车行业合作的实际项目对建设泛在电力物联网有一定的指导意义。孤岛运行的智能微电网则属于网络层与调度中心结合的案例。以丹麦博恩霍尔姆海岛的欧盟环保电网为例，这一孤岛电网采用新能源与化石燃料的能源组合进行发电，同时使用智能电网控制器基于北欧电力市场的电价调控家用电器。同时，数据与当地公用事业公司相连，用户可以自主设置家电的使用方式，极大地便利了用户生活与电力分配工作。
4 结束语
微网将承载信息和能源双重功能。未来智能配网、泛在电力物联网业务需求会对微网提出更高要求，微网靠近负荷和用户，与社会的生产和生活息息相关。以家庭、办公室建筑等为单位的灵活发电和配用电终端、企业以及物流等将在微网中相互影响，分享信息资源。承载信息和能源双重功能的微网，使得可再生能源能够通过对等网络的方式分享彼此的能源和信息。
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论文作者:赵键
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/30
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