泛在电力物联网基本构架应用的探讨
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作者:王智慧 连阳阳 方蓬勃 肖帆
摘 要：电力物联网中，泛代表信息交互的概念。為了能够合理利用物联网中的各种设施，推动电力物联网技术的发展，就需要加强对电力物联网中泛的应用的研究，保证泛在电力物联网中的应用效果。本文研究了泛在电力物联网中的应用，首先对泛的基本概念进行了分析，然后研究电力物联网的基本构架，最后总结了泛在电力物联网中使用的关键技术，帮助技术人员更好地利用泛。
关键词：泛 电力物联网 基本构架 应用 探讨
1 泛在物联网中的概念
1.1 泛在电力物联网中的定义
泛是指在任何时间、地点、人、物之间所进行的信息互联和交互，所以在电力物联网中，泛就是指电力系统的用户、设备、电网企业的设备、发电企业和发电设备、供应商设备、人和物的信息交互。电力物联网就是指物联网技术使用在电力系统当中，通过各种设备进行信息传感和通信信息资源的共享，而最终形成的具有自我意识、感知能力，以及能够对不同情况进行智能处理的物理实体[1]。实体之间能够进行信息上的协同和互动，通过感知可以进行反馈并且做出控制指令，最终构建起一个智能化电力生产、生活的体系。
1.2 泛在电力物联网中的特征
泛在电力物联网中需要借助电网实体和通信技术才能够立足，将不通的能源系统进行物理互联，推动时空信息互联和商业互联的融合，具有很强的全息感知能力，并且具有开放共享、融合创新的特征。全息感知所使用的是RFID、传感器等等，能够动态获取不同设备和用户的状态信息[2]。泛在连接的时候会通过专用的电力网络和移动网络中的电力设备，对用户的信息和数据进行全时空的链接。在开放共享这个特点上，会利用智能技术对数据进行共享处理，这样能够保证数据的质量，同时进行有效信息的挖掘，实现整个电力物联网的上下贯通，推动全方位的实时交互。由于泛使用了不同的设备、用户，以及不同时空的信息，对内实现了全业务在线，保证了电网的安全稳定运行，还融合了综合能源服务平台，开拓了电力市场，并且促进了电力系统的改革。
1.3 泛在电力物联网中的作用
泛在物联网中的优势在于能够更好地使用大数据技术，而且由于电力网物联网中，电力数据来源各异，包括控制、计量、监测等不同内容的数据，并且数据也有不同的时空尺度，为此泛就需要对数据进行统一的深度挖掘。其次，由于电力数据的服务对象是不同的，有很多不同的服务对象的需求也不同，所以需要让电力数据能够使用到各行各业，最终实现各种业务的贯通[3]。因此，电力物联网中适用泛来进行深度学习和大数据等技术，充分挖掘电力物联网中的数据，才能提供更好的服务，推动电力物联网的发展。
2 电力物联网的基本构架
泛在电力物联网中的基本构架主要有三个方面，包括技术构架、标准构架和应用构架。使用中，泛在电力物联网的技术构架中范围感知层、网络层、平台层和应用层。在感知层，主要对发电、输电、变电和用电四个方面进行数据和信息的收集，以及通过边缘计算来提升终端的智能化水平。对于网络层，使用云计算技术和信贷通信技术来实现电力系统的全覆盖[4]。平台层使用物联网管理中心的数据，保证了物联网具备高效的数据处理和协同的能力。应用层能够促进电网的安全稳定，并且推动建设具有只会综合能源的物联网。
平台的建设上，必须要建立一个标准架构作为数据平台的接入标准，通过感知层对发电、输电、变电、用电相关设备所获得的数据进行分析。由于数据的来源不同、数据类型不同、数据的长短不同，这就导致了数据之间可能会存在一定的壁垒，出现难以上下贯通利用的情况。所以必须要通过建立一个统一的平台标准，从而提高数据的质量和实时共享性。
在物联网的应用层中，泛的使用主要来自于保证电网能够安全经济的运行，以及打造智慧能源综合服务平台，并且开辟新的能源生态体系。数据共享是电力物联网体系架构的基本要求，还需要保证进行安全互动、进行智能防御，保证物联网安全技术作为整个体系安全运行的重要保障和特征。
3 泛在电力物联网中应用的关键技术
泛在电力物联网中是根据智能电网发展而来的，智能电网的核心在于构建具备智能判断能力、自适应调节能力的多种能源入网和分布式管理的智能化网络系统，强调进行能源替代和兼容利用。泛在电力物联网中时就是利用电力物联网中海量的电力信息，使用可靠而且高效的手段，让物联网能够对系统进行控制。物联网的四层体系中，泛的存在主要来自于四个关键要素，包括采集终端的智能化、电力数据的传递、电力数据的统一分析管理、电力信息的综合应用。关键技术包括智能芯片和现代通信技术物联网平台等等。
3.1 物联网平台
电力系统每时每刻都在产生着海量的数据，所以在电力系统接入一体化的数据平台之后，可以通过对大量数据进行合理的分析和深层挖掘，从而对电力信息提高应用的效率。一体化的数据平台需要具备大数据处理和云计算的相关功能，能够实现对电力系统的预测、电力故障的诊断等工作。依靠物联网平台，能够做好设备状态监测、设备位置监管，以及对设备信息的管理，还能够对设备进行反向控制，实现对交通、环境、能源等不同的项目进行管理。
3.2 5G和LPWA
电力数据的传输需要网络的性能，传输系统需要可以应对高山、森林、冰原等复杂恶劣的环境，保证通信网络的覆盖效率。目前物联网的传输有两种主流技术，分别是以太网和电力载波有线网络技术，另一个是5G和低功耗广域网络的无线网络技术。由于泛在电力物联网中具有分布性强，分布性广的特点，如果使用传统的有线网络技术是难以符合泛的特点的，所以需要使用无线网络技术进行现代通信，实现电力物联网网络的通信。
目前，5G技术也被视为物联网发展的基础，可以解决泛在连接上的问题，实现电力系统的全息感知，也能够推动智能化技术的使用。尤其是在未来智能汽车充电桩等设备被大量使用的情况下，5G技术将会具有更大的使用市场。对于需要高清视频回传的输变线路状态监控、无人机远程巡检、变电场机器人巡检等工作，也能够利用5G技术来实现。
3.3 智能芯片
随着电力系统不断发展，很多计量、变换、控制、监测、用电设备都接入到了电力系统中，所以系统在运行的时候必然会有大量的数据产生。在一些系统当中，对现场的数据采集工作依然使用工业采集装置，数据的可靠性比较低，精度也不高，这就导致终端设备的智能化水平很低。而使用智能芯片就能够解决终端设备在智能化水平不足的问题，同时智能芯片的功耗很低、智能计算速度很快，可以完成信息的采集、提取工作，依靠本地化计算也能控制系统的计算成本。
4 结语
泛在电力物联网中的使用可以提高电力物联网控制效果，为了通过泛来提升对电力物联网的控制，需要构建好电力物联网的框架，通过使用相关关键技术，提升电力物联网的反应速度，提升电力系统的稳定性。
参考文献
[1] 彭谦，周晓洁，杨睿，等.泛在电力物联网环境下的综合能源型售电公司参与电力市场竞争的报价策略研究[J].电网技术，2019（11）：1-8.
[2] 李苏秀，刘林，王雪，等.泛在电力物联网商业模式理论体系与设计架构[J].中国电力，2019（19）：1-9.
[3] 李钦豪，张勇军，陈佳琦，等.泛在电力物联网发展形态与挑战[J].电力系统自动化，2019（11）：1-10.
[4] 赵佩，陶鹏，李翀，等.物联网信息安全技术标准研究与解读[J].河北电力技术，2019（5）：1-3.
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