泛在电力物联网建设中的关键技术探讨

发表时间:2020/5/11   来源:《科学与技术》2020年2期   作者:吾坚 土邓曲培
[导读] 目前,物联网应用范围不断扩大,
        摘要:目前,物联网应用范围不断扩大,为各领域技术创新提供了有力的支持,特别是在电网建设中的应用,泛在电力物联网的实现进一步提高了电网的智能化水平。鉴于此,文章对泛在电力物联网特征进行分析,并分析关键技术的应用。
        关键词:电力物联网;泛在物联网;关键技术;泛在技术
        引言
        “泛在物联”是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息连接和交互。而泛在电力物联网是国家电网公司董事长寇伟于2019年3月8日在京召开的国家电网有限公司泛在电力物联网建设工作部署电视电话会议上首先提出的新概念,是“泛在物联”在电力行业的具体表现形式和应用落地,不仅是技术的创新,更是管理理念和思维的创新,对内重点是质效提升,对外重点是融通发展。
        1泛在物联网相关概述
        1.1建立泛在电力物联网的必要性
        能源互联网是智能化能源系统的发展方向之一,其特点非常明显,能够实现部件运用控制、通信、感知以及智能化云端决策等,其中具有神经系统的功能则需要在泛在电力物联网的基础上实现。神经系统包括周边和中枢两种神经系统,周边神经系统与内脏以及皮肤之间的联系非常精密,覆盖在全体的全身。中枢神经系统的主要功能是决策、感知和协调。实现电力系统的智能化管理需要借鉴中枢神经系统,泛在电力物联网自身相当于周边神经系统,能够通过大量的神经末梢来实现传感、计量和测量,有着一定的传输及控制功能,能够实现智能化边缘计算。
        1.2泛在物联网的主要特征
        第一,实现了电力能源的全过程管理。借助于泛在电力物联网智能终端的深度感知系统,能够同时获取水、火、光、风等多类型能源,使新能源布局发生了根本变化,实现对新能源的高效利用。泛在电力物联网中的多参量传感集成技术能够全面感知电力系统的运行状态,监测系统的运行环境,当系统出现运行故障时,故障数据信息能够及时传递到系统终端,为排除故障隐患争取了大量宝贵时间。泛在电力物联网技术与人工智能技术的融合,为电力系统的稳定运行提供了一个安全的运行环境,保障了电力能源的稳定输送。泛在电力物联网采用边缘计算、软件定义终端、站端协同等关键技术,在配用电侧方面,实现了配电网设备的灵活接入,保证互联互通的网络能够精准做出各项决策。第二,信息子系统与电力物理子系统的深度融合。据调查统计表明,目前我国的电力系统信息平台,日采集数据信息量已经达到60TB,如此巨量的数据完全依托于大数据技术。但是,这些数据信息并未体现出实用价值,信息共享渠道并未开启,这主要是由于电力通信协议缺乏一套完备的数据描述模型。而借助于泛在电力物联网技术构建的感知数据模型,能够对这些海量数据实现智能化处理,对电力系统运行过程中产生的实时数据信息进行动态跟踪监测,并将信息子系统与电力物理子系统融合到一起,使数据信息得到高效利用,进而为用户侧提供更加优质的增值服务。
        2泛在电力物联网建设中的关键技术分析
        2.1智能传感及智能终端技术
        在泛在电力物联网发展过程中,非常关键的一个技术就是智能传感及智能终端技术,这种技术具有精度高、含有多维特征参量的特点,对于泛在电力物联网的运行具有深刻影响。其中,针对电力设备层的智能化传感装置,为了确保其能够充分发挥其作用,需要保证在复杂电力应用情况下对对应的多维特征参量数据的科学性、准确性和实效性,为后续各种控制工作提供有效的数据支持。在电力系统运行过程中,发电设备、输电设备、变压器、配电器等设备均长期处于复杂的运行状态下,为了确保泛在电力物联网整体运行稳定与有效,就需要确保其智能传感装置能够有效处理具体装备面临的复杂工作环境和工作情况,尤其是要能够实现对多维特征参量如光学、电磁、声学信号的有效采集和传输,进而确保电力系统各个环节运行数据的准确性。另一方面,还需要有效提高针对电力系统数据的分析处理能力和效率,要将系统收集得到的信息进行及时准确处理,并将其进行准确传输和应用,从而为电力系统的整体有效运行提供必要支持。


        2.2通讯技术
        由于泛在电力物联网应用于电网的全环节,电网的发输配储用各环节设备多元件多,各种智能设备的应用将大大提高泛在电力物联网的智能化程度,如要将电力物联网中的各种设备联系在一起,需要融入泛在电力物联网的各对象拥有统一的标识和语义以及数据表达格式同时统一通讯接口,以减少泛在电力物联网的开发和建设运行维护的难度。同时为了解决物联网中各种元件生产厂家众多,地址编码可能会出现冲突的问题,开发统一的地址编码器规则,并让元件生产厂家依照分配的地址段生产元件可有效的解决地址冲突问题,或者时在元件开发的过程中其智能元件可按规约设定对应的逻辑地址。统一数据帧的格式使智能元件在所传输的数据能被中控设备准确接收,统一编解码规则可加快中控设备的数据处理效率。统一的数据编码和规约是泛在电力物联网建设过程中的关键技术之一。
        2.3设备监控监测技术
        物联网技术在监控设备运行状态方面有着很大的租用,最为关键的就是在线监测运用配电网,利用无线局域网或者以太网无源光网络技术来获取最新动态,然后通过远程监测配电网设备能够将其中的问题进行有效的解决,其中有管理电子票证、人员身份识别等,可以对各个环节的安全进行有效监控。引发设备运行风险的因素很多,其中人为因素也是非常关键的,对设备进行监管的重要性不言而喻,通过监管能够尽可能的降低电力系统运行风险,实现平台化设备管理非常重要,泛在物联网时代在电力系统中应用物联网技术能够保证各种设备处于最佳状态,建立科学的评价体系能够实现对电力系统的全面监管。
        2.4密码技术
        为了维护电力系统网络安全,泛在电力物联网采用了终端身份鉴别、数据加密以及可信传递等技术措施,给电力系统中的用户数据信息罩上了一层安全防护网。泛在电力物联网的密码技术基于安全通信协议标准、接口标准,建立了完善的安全控制机制、密钥管理机制、认证机制以及加解密机制,避免了数据信息的泄露风险。其中,在基础层,结合芯片级物理信息泄露机理,将密码技术、数据审计、态势感知、区块链等技术结合到一起,实现了数据的泛在可控,为全景数据信息构建了一个安全的传输、存储空间。
        2.5大数据分析技术
        能源大数据平台的建设能够进一步加快泛在电力物联网技术的应用与发展,在这个过程中充分进行数据统计、数据模型建设、数据模拟仿真应用、数据管理分析研究技术的应用,进一步推动大数据分析技术在新能源平台建设中的应用,应用大数据分析能力实现能源融合、业务融合、运营数据的融合能力,在一定程度上帮助相关的能源部门以及电力部门对下一阶段的能源发展进行设计与规划。现阶段伴随着电力网络建设规模的不断扩大,能源管理平台的建设将会建立在网络技术应用上,通过网络技术的应用实现对以电能为形式的能源储藏手段的管理,构建一个区域化管理的能源模式,通过不同区域之间的能源协调能够实现能源的最大化利用。
        结语
        总而言之,物联网技术在未来的应用越来越广泛,物联网结合了传感器网络、定位等技术,能够协调物与物、人与物之间的关联,实现对资产设备的科学管理,在泛在物联网时代物联网技术在电力系统中的应用有着非常重要的意义,相信在未来泛在电力物联网的应用将会更加广泛,为我国电力系统稳定运行提供有力的支持。
        参考文献
        [1]傅质馨,李潇逸,袁越.泛在电力物联网关键技术探讨[J].电力建设,2019,40(05):1-12.
        [2]瞿君.泛在电力物联网关键技术探讨[J].科技创新与应用,2019(29):157-158.
        [3]夏文龙.泛在电力物联网的关键技术与应用前景[J].中国新通信,2019,21(19):115.
       
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