泛在电力物联网关键技术及应用前景

发表时间:2021/1/7   来源:《当代电力文化》2020年第24期   作者:张琛宝
[导读] 电力物联网主要是以传统电信网、互联网以及广播电视网等为信息载体
        张琛宝
        国网山西省电力公司忻州供电公司  山西省忻州市   034000

        摘要:电力物联网主要是以传统电信网、互联网以及广播电视网等为信息载体,让全部可被寻址的物理对象进行互通互联的网络,其主要核心体系涵盖传感技术,编码技术,通信技术以及识别技术等诸多方面。伴随我国物联网技术的不断发展,提出了泛在电力物联网之中的应用,为物联网的一种发展形态,其和电力物联网应保持为一致的状态,通俗来讲,则为针对电力系统的各个环节,有效借助人工智能以及电互联等信息技术,来进行人机交互、以及万物互联等。可见,泛在电力物联网之中的运用具有较为广阔的发展前景。
        关键词:电力物联网;关键技术;应用前景
        泛在电力物联网本质上是指在多种事物运行期间,需要借助多处环节以及相对应合理的时间点,在不同地区进行信息的交流以及共享。在此发展领域中,电力系统运行的设施以及相对应的公司均可以实现不同程度上的交流,以展现信息的共享和互动。泛在电力物联网能够在互联网技术的影响下,广泛使用在电力系统运行环节中,有利于提升整体运行效率和质量。此种技术的使用,从本质上提升了传感装置的运行速度,实现多种资源的一体化交互,有利于展现在泛在电力物联网运行过程中,将多种物理概念的实体优势呈现出来。采用泛在物联网技术,实现了电力系统质的飞跃,促使其能够全面展现自身机制,保证设备和自我标识的相互联系,并提升整体的信息处理效率。
1 泛在电力物联网的特点
        1.1 信息感知全面、组网快速灵活
        泛在电力物联网中的传感器可以十分方便地根据电力行业的具体应用需求部署在电力系统的各个角落或直接封装于电力设备内部,实现无处不在的全面感知。随着无线通信技术的不断进步与发展,无线传感设备甚至无须架设固定的网络基础设施即可进行灵活部署,并通过自组织协作的方式迅速建立通信连接、快速组网,从而实现对电力系统中各个关键环节、部件及周围环境状态信息的实时感知、采集和处理。这对于涉及范围广泛、结构错综复杂的电力系统来说尤为重要。例如: 将传感器部署于处于恶劣环境、可进入性差的海上风电场中对风电机组进行状态监控,可以大幅度降低风电机组的故障率,提高风电场的经济效益。
        1.2 信息融合度高、通信方式灵活
        电力系统的运行调度和运行监控要求信息实时、准确、快速地传递,这需要通过有效的数据融合技术及灵活的通信方式才能实现。泛在电力物联网中的传感器在进行信息传递之前,可以对采集到的信息进行初步压缩,以避免冗余数据传递带来的信道拥塞和数据包丢失等问题,然后再将信息传递给网络中的汇聚中心( 也可称网关或基站) 进行进一步处理与融合,最后通过专用网络等传递给用户终端。同时,传感与通信设备能够以多跳的方式进行无线通信,通信网络中包含多条通信链路。多跳的方式缩短了物联网设备之间的通信距离,多条通信链路也增加了网络通信的灵活性和容错性。
        1.3 拓扑变化频繁、具有自愈能力
        泛在电力物联网网络拓扑变化频繁主要有 3 个方面的原因: 一是为了满足实际需要,追加部署新的传感设备或调整传感器的位置; 二是为了节约传感设备的能量,各个传感设备在工作状态和休眠状态之间切换; 三是有些传感设备因环境影响或硬件损坏等原因失效而退出网络拓扑连接。

泛在电力物联网网络拓扑结构的频繁变化要求所部署的传感设备具有较强的自愈能力,即能够实时获得周围传感设备状态变化的信息( 如新的传感设备加入、转为休眠状态或失效等信息) ,以便及时调整自身的信息感知范围消除覆盖盲区或调整通信距离重新建立通信链路。电力系统结构复杂,有些应用环境甚至十分恶劣,因此必须考虑增强传感设备的自组织能力,以减少失效传感设备的修复或更换对电网运行监控带来的不利影响。有些情况下还需要通过部署冗余传感设备来提高调度监控的可靠性。
2 泛在电力物联网应用前景分析
        2.1 有助于提高电网运作水平
        利用物联网技术能够研究发现太阳能以及风能等,同时也利于构建能源调控系统。物联网技术自身所具备的优势非常多,能够对其他设备予以辅助作用,如利于增强输电环节的安全性与可靠性,诊断设备状态,也能够借助智能终端与智能传感等,来强化保护通信等设备的终端智能与感知功能,促进综合判断,联合处理以及数据传输等诸多功能的实现,在最大程度上提升电网系统的智能化水平。利用物联网技术构建智能管理系统,利于巡检与监测配网的真实状态,迅速检查其中所存在的故障问题,促进其快速恢复运作状态,从而确保系统的正常运作。
2.2 有助于促进清洁能源消纳
就目前我国电力建设情况而言,清洁能源的发展与应用受到了社会各界的广泛关注,但是无论是风力发电还是光能发电,发展情况都并不良好,尤其是我国三北地区,光能以及风能的开发利用程度并不高。而在泛在电力物联网中,上述所提及的各类清洁能源的应用效率将会逐渐提升,之所以具有良好的资源消纳能力,是因为泛在电力物联网在建设过程中,加入了全息感知功能,此类功能可以实现资源之间的合理分配,指导消费者合理消纳清洁能源。
        2.3 有助于创建智慧能源平台
        智慧能源平台,能够为用户提供良好的互动平台,可借助科学的商业模式和激励政策,来燃起相关用户参与这项互动的热情与积极性,并利用电动汽车参与调峰调频,予以相关用户电价补偿,利用智慧能源平台,也利于将以往的新兴企业,能源企业以及园区工业等均列入服务范畴之中,并以电动汽车的光伏云网、以及联网等相关技术,来提供互联网金融服务、线上供应链金融服务等,这样不但能够节约相关能源,也利于推动社会的可持续性发展。
        2.4 打造经济、安全电网
结合实时采集运行中的电力设备的数据和设备状态自动诊断技术,可以感知设备的实际运行状态,有针对性制定检修策略,提高设备运行可靠性水平,从而提高供电的可靠性。泛在电力互联网将为电网搭建智慧能源服务平台,在企业内部提高办事效率,实现线上登记、线上管理、自动检查等;配送方面实现信息实时记录,提高透明度与安全性;改变传统的商业模式并出台新型政策,将扩大服务范围,为能源企业、工业区、私人用户等提供线上基础供電服务、金融服务、大数据管理等,构建了包括政府、电网、用户、金融机构在内的新型能源生态体系。
结语
        综上所述,泛在电力物联网技术的使用对于我国电网的发展有着重要意义,不仅能够提升电力系统的运行质量,还能够提升对于用户的服务质量,促进各个相关领域的共同发展。因此,相关工作人员需要在明确其重要性以及应用范围的基础上,泛在电力物联网的发展建议与关键技术的使用方式实现进一步发展。
参考文献
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