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泛在电力物联网建设中的关键技术探讨黄倩

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：黄倩杨硕

[导读] 摘要：在当前电力智能化发展的过程中，电力物联网是一种新型的技术。

        国网阳泉供电公司山西省阳泉市 045000
        摘要：在当前电力智能化发展的过程中，电力物联网是一种新型的技术。通过将物联网技术合理的应用到整个电力运行过程中，能够有效增强电力运行工作的便捷性、准确性和多样性、实效性，推动电力系统更加稳定健康的发展。基于此，本文主要分析了泛在电力物联网建设中的关键技术。
        关键词：电力；物联网；关键技术
        引言
        泛在电力物联网可将电网中的运行服务，电能供应和信息传递有机融合在一起。在建设过程中统一的数据编码和规约，适应复杂强干扰环境的智能传感器以及针对两网特点的故障诊断技术，针对电力物联网的大数据挖掘技术是建设过程中的关键技术，这些技术的开发将有效的保证泛在电力物联网的建设和运行。
        1建设泛在电力物联网的必要性
        泛在电力物联网深度融合大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链、边缘计算等先进信息技术，提升数据采集、自动获取以及灵活应用的能力。建设运营好坚强智能电网、泛在电力物联网“两网”，是建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础；建设泛在电力物联网是服务国家战略的需要，有利于我国新兴技术弯道超车。建设泛在电力物联网可满足更多个性需求；泛在电力物联网是装备制造业创新发展的驱动和保障，打造新的更强核心竞争力。目前，坚强智能电网建设已走在世界前列，而泛在电力物联网的建设则相对滞后，所以建设泛在电力物联网迫在眉睫。
        泛在电力物联网从概念上讲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的万物互联、人机交互，从而实现状态全面感知、信息高效处理，应用便捷灵活特征的智慧服务系统。在电网信息化过程中，地理信息技术（GIS）已经获得了广泛的应用：例如，地理信息系统技术在电力企业、固定资产全寿命周期管理模式中发挥的支撑作用；在Windows Mobile 和Android平台上实现了移动GIS 系统[9]；三维GIS 技术在电网规划设计中设计实现了面向电网规划设计的三维GIS 可视化系统[10]；GIS 系统在电网企业管理应用为节约用电做出合理预测与规划[11-12]；基于GIS 平台的电网空间资源自动化运维体系建立对增强电网空间资源的数据可用性起到极大的促进作用。
        随着全球能源互联网和智能电网的建设，需要管理的各类电力设备设施日益庞杂，各类业务应用不断深化，公司信息化已经逐步向智能化演进，利用地理信息技术（GIS）管理和处理这些信息，提高电网资源可视化管理能力和时空分析能力，在提升电力系统的生产运营效率方面有着十分重要的意义[
        2泛在电力物联网中的关键技术
        2.1 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。

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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。
        2.2 智能仪表技术随着材料，机械，电子和信息技术等学科的不断突破，在泛在电力物联网建设过程中，其所需要的设备也将更多的结合相关学科的新工艺新技术，尤其是各种智能仪表的开发。结合现代通讯技术，各种基于5G 的无线智能仪表将会在电力物联网建设领域得到大量应用。这类型的仪表需要解决的问题主要是在复杂电磁干扰环境下的数据有效测量及可靠传输问题。面对日益复杂的电网结构其对数据采集的有效性提出了更高的要求，应用新的检测原理，开发新的检测传感器也是电力物联网建设过程中的关键技术之一。
        2.3 故障诊断技术
        作为两网基础的坚强智能电网的建设，其主干特高压网络的可靠性要求越来越高，其智能配电网的响应性也要求越来越高。在泛在电力物联网建设过程中，除了对电网全环节做到严密监控外，还要能够对网中的设备故障做到及时诊断，及时相应。这就要求其故障诊断技术应该对电网故障位置锁定快速，故障部位切除准确，利用各种人工智能技术如人工神经网络和专家系统等参与故障判断并给出维修建议，可有效的提高故障处置的效率。在电网状态检测过程中可利用现代信号处理技术如第二代小波分析技术，滤除电网设备运行过程中的干扰，及时发现电网设备出现的早期故障信号，可做到故障早发现早解决，既可以减少故障带来的损失也可以使故障处理更从容更加有计划性，对于电网中设备故障特征信号的提取也是泛在电力物联网中设备故障诊断关键技术之一。
        2.4 大数据挖掘技术
        泛在电力物联网采集了大量的数据，针对这些数据分析其有用的价值，可以为能源调度优化，减少线路损耗，提高设备使用寿命打下基础。同时针对综合能源服务的数据挖掘，其与其他主体单位的共享共建还可以打开另一个盈利点为电网企业增加更多的收益。针对泛在电力物联网的大数据挖掘技术也是其建设运行过程中的关键技术之一。
        2.5 支持
        （1）可视化。所谓决策支持技术主要是将数据裁减严格按照技术进行分类，而格式化的电网运行人员应具有可读的数据块，便于整个电网运行工作人员快速进行分析，并采取针对性的处理措施。
        （2）决策支持。通过全面分析整个电网各个部分的运行情况，并根据实际情况来准确地判定电网中可能会出现的问题，将这些信息直接传递给相关系统工作人员，为工作人员提供更多的选择，这样工作人员选择成功的概率较大。
        （3）调度员培训。通过充分应用可视化和决策支持技术，积极组织电网运行人员参与培训，让其能够掌握相关软件和动态仿真器的使用技巧，逐步增强电网运行人员的技能水平。
        （4）用户决策。广大用户可充分利用需求系统的界面提供相关的信息，并及时决定电力的存储和使用情况。其中，当前物联网技术已经逐步被应用到了电网中，但依然存在着一系列的问题：一是采集现场数据的广度和准确度还不够。当前电力物联网在运行过程中对现场数据的采集不够全面，且因为传感器网络的构架不足，从而在一定程度上影响了测量的数据。同时，由于传感器技术落后，所以严重影响了传感器感知数据的准确度；二是不规范、不统一的系统接入形式和通信方式，严重影响了数据的整理和分析，并在一定程度上增加了电力企业的建设成本，严重影响了通信能力的可靠性。因此，为了充分发挥物联网的作用，首先应该全面监测电网元件和收集相关的数据。其次，深入分析数据。相关的参数测量装置通过将整个电网运行过程中的各个参数直接上传到系统中之后，系统便可以充分利用自己的计算处理功能来全面分析电网的运行情况，并根据实际情况找出针对性的解决措施。最后，全面诊断和解决问题。电力物联网控制系统在收集数据的过程中具有控制决策和控制结果的作用，能够让更多的人员来进行辅助，以便能够制定出科学合理的决策。