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摘要：泛在电力物联网和坚强智能电网统一于能源互联网，二者深度交融，完成“能量流”“信息流”和“业务流”的深度耦合。以信息化、数字化、现代化手段为传统电网赋能，实现能源生产、传输、存储、交易、消费各环节设备及客户的状态全面感知、信息交互和数据共享、需求快速响应，为人民生产生活提供更加安全、优质、可持续的能源电力服务。与此同时，以电网为枢纽，发挥电网自身的平台和共享作用，通过对资金、技术、设备和人才的需求，技术向发电侧和客户侧的延伸，引领和带动上下游全产业链发展，将形成多方参与、合作共赢、开放共享的产业生态。文章主要针对泛在电力物联网的含义以及展望进行分析，希望能给相关人士提供重要的参考价值。
关键词：物联网；能源互联网；泛在电力物联网
1泛在电力物联网
1.1泛在电力物联网含义
泛在电力物联网是“三型两网”中的第二张网，通过“大—云—物—移—智”和边缘计算、区块链等先进技术实现电力运营各业务的万物互联和人机交互，将所有与电网相关的人、事和设备连接起来，实现对内“数据一个源、电网一张图、业务一条线”推动数据共享融通、业务全面贯通，同时，对外广泛连接多样服务，延伸业务范围，拓展服务对象，创新商业模式，积极培育和发展新兴业态。
1.2泛在电力物联网的特征
泛在电力物联网的提出，将实现从“采集＋集中控制”向“采集＋控制＋区域自治”的转变，逐步从“垂直封闭”转向“水平开放”，以开放共享作为其本质特征。与现有电力通信网络和信息系统不同，泛在电力物联网将具备能源系统全周期内各环节设备和用户的全状态感知和全业务穿透的能力，全时空泛在连接电力基础设施、政府行业机构、用户和供应商，推动数据融通，实现安全开放共享，促进能源互联网业务创新，为客户提供更优质的服务。
1.2.1能源全过程管理
基于智能终端的深度感知能力和边缘计算技术，通过主动采集源端数据，实现对风、光、水、火、气等多类型能源的多时空尺度优化调度，并灵活协同控制主动负荷，实现对新能源消纳能力的提高和跨区域送／受端的协调控制，从而解决大规模新能源跨省区消纳问题，优化新能源布局。泛在电力物联网应用多参量传感集成技术，实现对电力设备本体及其运行环境的全面感知。深度数字化表述运行状态，实现从设备至系统的主动预测和故障态势感知，为电力设备的安全运行提供了保证。在提升电网的运检效率的同时，也解决了计量设备健康状态监测和质量水平科学评价等难题。
1.2.2电力物理子系统与信息子系统的深入融合
中国现有电力系统已面向不同业务建设起多种信息平台。据统计，日采集数据量达到60TB。但各业务平台间缺乏统一规划协调，平台数据无法共享共用，造成了“数据孤岛”局面，数据应用壁垒严重，无法充分发挥数据价值。究其原因是因为现有电力通信协议仅解决了数据传输的标准化问题，但还缺乏统一完备的数据描述模型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆泛在电力物联网基于统一制定的感知数据模型，将打通“数据孤岛”，利用多模多制式现场通信网络，支持各种智能物联网终端的即插即用，支撑能源互联网的全景全息监测。同时，利用大数据技术充分挖掘数据内在价值，进而实现信息与物理系统深度融合，基于细粒度化全景数据指导电网及综合能源系统优化调度运行和增值服务。
2泛在电力物联网关键技术
2.1全面感知
泛在电力物联网是以数据为中心，需要智能物联网终端全面采集电力系统静态和动态数据，因此，泛在感知技术是泛在电力物联网的基石。智能电网中设备种类和数量更多，电网覆盖地域范围广阔，系统运行状态高度复杂，这都对泛在感知技术和传感器装置提出了更高要求。
2.1.1高精度传感技术和微型传感器
为更准确、精细、全面地获知电力设备和系统的运行状态，需要研究复杂电气工况下多维特征参量的光学、电磁、声学等高精度传感机理，研发新的传感技术，进一步提升可靠性、稳定性和信噪比，为系统决策和协同调控提供大数据支持。在高精度传感技术研究的同时，微型传感器还需兼顾低功耗和普世性，以适应电力及综合系统中的极端使用场景。例如：低功耗传感、信号处理和通信方法、自取能技术以及多模多制式现场通信技术等。
2.1.2终端智能化技术
大规模泛在性使物联网终端趋于小型化且功能单一。因此，需要通过物联代理、边缘计算等终端智能化技术实现终端间协同工作，完成强大功能。具体包括：利用感知数据统一模型与基于边缘的数据聚合方法，实现设备状态参量建模、传感数据解调及故障定位；在终端中采用物联代理方法实现数据与应用分离，增加终端硬件灵活扩展性，实现软件灵活动态加载与卸载；利用边缘计算智能分析能力，提升泛在电力物联网边缘侧数据处理能力，实现智能终端的分布自治控制，从而减小云端及主站的集中控制和信息处理压力并提升系统响应速度[1]。
2.2泛在网络
第五代移动通信网络（5G）无线网络具备高效的网络连接和通信能力，是信息通信网络转型的关键技术。5G无线网络支持千倍的容量增益，支持千亿数量级的设备超低延时连接，支持10Gbit/s级下行传输带宽，为用户提供超快响应体验。因此，5G无线网络的发展和应用将为泛在电力物联网的建设带来颠覆性的影响，是实现不同用户与电力设备零距离、零等待泛在连接的有效技术手段。为满足泛在电力物联网多业务全场景的应用需求，5G无线网络将提供多样化和差异化的用户接入和服务，并灵活高效地使用所有可用的离散频谱[2]。
2.3数据挖掘与智能应用
无论是数据的采集还是数据价值的挖掘，其目的都是使数据更好地服务电网运营，为用户提供高品质电力和能源供给，服务并推动全社会整体发展进步。因此，除了典型的二维或三维数据可视化之外，以增强现实和虚拟现实为代表的数据高级应用需要被重点研究和在泛在电力物联网中应用。增强现实是对物理现实世界环境的直接或间接展现，其元素通过计算机生成的感觉输入（例如视频、图片或地理位置等数据）来增强或补充现实观测缺陷。因此，利用增强现实技术可以实现对电力设备的深度数字化展示，增强专业人员对电力系统本身及其设备的认知能力。虚拟现实是人为地创造一种与现实物理世界匹配的感官体验，允许用户与该世界交互。目前该技术已经由视觉拓展到了包括听觉和触觉等多种形式。虚拟现实也允许模拟场景融入虚拟感知信息[3]。
结论
简而言之，能源互联网是以电力能源为中心，多种能源协同，消费协同，集中式、分布式协同，大众广泛参与的新型生态化能源系统，主要表现为坚强智能电网与泛在电力物联网深度融合。其中，泛在电力物联网还处于起步阶段，是能源互联网建设的关键一步。泛在电力物联网的建设对提升用户体验、提升电网运营水平、促进新能源消纳和培育新兴业务有明显的积极意义。从物联网概述、泛在电力物联网特征、支撑泛在电力物联网的关键技术以及典型应用场景几个层面对泛在电力物联网进行释义，最后对泛在电力物联网的发展进行了分析和展望。
参考文献
[1]冷喜武，陈国平，蒋宇，等．智能电网监控运行大数据分析系统的数据规范和数据处理[J].电力系统自动化，2018，42（19）：169－178
[2]张玉清，周威，彭安妮．物联网安全综述[J].计算机研究与发展，2018，54（10）：2130－2143．
[3]张佳乐，赵彦超，陈兵，等．边缘计算数据安全与隐私保护研究综述[J].通信学报，2017，39（3）：1－21
论文作者:张浩然
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/9/29
标签：电力论文; 数据论文; 电网论文; 能源论文; 终端论文; 技术论文; 互联网论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;