周文杰
广西电网有限责任公司崇左供电局 广西崇左 532200
摘要:“电力新基建”作为以新一代信息通信技术为基础,以数字化技术和互联网理念为驱动,面向智慧能源发展需要的基础设施体系,是推动能源革命、实现能源电力行业数字转型、智能升级与融合创新转型的重要手段。为充分发挥“电力新基建”对能源革命的支撑作用,需以互联网、大数据、人工智能等技术深度应用下的电力物联网建设为基础,以智慧能源系统运行控制云平台、能源互联网生态圈等为重点,探索实施路径,破解能源革命中的电力系统发展难题。
关键词:数字新基建;区块链;物联网技术;应用
引言
伴随着飞速发展的物联网生态体系,与此同时,也出现了很多问题,如隐私安全保护、数据共享和组网成本等。而区块链凭借着诸多犹如,如分布式的节点部署、去中心化的架构等,能够使物联网运行成本有效降低,并对所记录信息的不可篡改性和准确性提供保障,真正实现了隐私安全保障。
随着大数据和人工智能技术的发展,电力系统的数字化、智能化转型势在必行,电力数字新基建成为行业关注的热点问题,对于电力行业的整体架构影响深远,对于能源互联网发展起到重要作用。
1电力数字新基建重要性
区块链技术与物联网技术无疑是电力数字新基建的两大关键支撑技术。区块链技术有助于协调能源市场中诸多参与方的利益,通过智能合约等机制促进信息和价值可信交换,构建区域可信协同综合能源网络,以应对近年来电力系统中电动汽车、分布式储能装置、分布式微电网、新能源发电大量并网对于传统电网商业模式的挑战。物联网技术充分依靠现代信息技术、先进通信技术,建设电力互联网发展与互联网经济相关的新业态,包括新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等新业务,最终构建万物互联、人机交互的电力物联网。
2区块链技术在物联网中的具体应用
随着不断发展和完善的科学技术,在近年来物联网技术的应用成果非常显著。目前在世界范围内,投入使用的传感器和智能控制器达到数十亿个,而呈现几何级扩张的物联网终端设备数量,越发显露中心化部署方案的缺陷。通过区块链的运用,提供了相应的应对策略,有效解决问题。
2.1区块链技术特征
(1)透明可信。区块链系统作为一个典型的去中心化系统,其网络中的所有节点均是对等节点,每个网络中的参与方都有一份相同账本,共识算法可避免中心化机构带来的隐患问题。
(2)隐私安全保障。区块链技术涉及可授权加解密、终端用户授权机制以及零知识证明等技术,可保障各方数据在符合法律法规要求的条件下合理利用。
(3)防篡改。该特性可保证记录在链上的交易难被篡改,为可追溯提供保证。
(4)智能合约。所有参与节点将严格按照链上部署的智能合约执行既定逻辑。
(5)数据溯源。区块链公开透明的运行规则,使得每笔交易都对所有节点可见,可实现商品全链条追溯,提升购物体验和粘性。
2.2区块链技术物联网安全应用
(1)区块链在物联网感知安全中的应用。物联网感知设备主要是资源严重受限的设备,其处理器能力、通信能力、存储空间有限,无法运行复杂的加密机制。区块链的不可篡改特性旨在保证数据的稳定性和可靠性,可有效避免数据被篡改的风险。物联网安全性的核心缺陷是设备与设备之间缺乏相互信任机制,一旦数据库崩塌将对整个物联网造成严重破坏。而区块链的分布式机制,即使不断增加接入设备,通过设备之间的共识机制,无需与中心进行验证,也能保证数据安全也并及时获知设备数据是否泄露。
(2)区块链在物联网网络层安全中的应用。区块链通过登记和验证物联网设备,可以保护系统和设备免受网络攻击,确保所传输数据的完整性、保密性以及数据的来源可信。将区块链技术应用于物联网网络层,可在恶意软件控制网络之前检测并隔离该恶意软件。
(3)区块链在物联网应用层安全中的应用。区块链技术支持物联网海量设备扩展,可用于构建高效、安全的分布式物联网网络,实现数据密集型应用。区块链的信任机制可确保所有权、交易等记录的可信性和透明性。此外,还可保护用户隐私,从而有效解决物联网发展所面临的大数据管理、信任、安全和隐私等问题。利用区块链技术的共识机制构建去除第三方的信任体系,可应对物联网中影响应用层安全的各种复杂因素。区块链技术中的哈希算法可应用于加密私钥,保证密钥安全,准确识别被篡改交易。在区块链系统中,非对称加密技术可解决身份验证问题。智能合约能够在应用层上进行存储验证和执行,根据编码规则可控制设备使用方。
3电力数字新基建中区块链及物联网技术应用
《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中提出“系统布局新型基础设施”“建设智慧能源系统”,将能源电力行业作为“新基建”中融合基础设施建设的重点领域之一。
(1)建设电力物联网,推动能源技术与信息通信技术体系融合。应通过能源流、信息流与业务流的深度融合,为“电力新基建”的实施提供数据基础、算力支撑与平台支持。电力物联网的建设内容包括:将智能感知、电力芯片等技术应用于边缘层的系统末梢信息数据采集,将5G等移动通信技术应用于基础设施层的信息即时、安全传输,将大数据、区块链、云计算等技术应用于平台层的数据管理,将数据挖掘、人工智能等技术应用于应用层的能源电力信息价值挖掘。
(2)建设智慧能源系统运行控制云平台,推动能源生产供应清洁化与智能化。应依托电力物联网,建设智慧能源系统运行控制云平台,提高电力系统对可再生能源的接纳能力。一方面,建设电网规划、运行状态监测等子平台,提供更安全、智能的输配电服务,满足集中式清洁能源大规模、远距离传输需求以及分布式清洁能源规模化、经济化发展的需要;另一方面,建设源—网—荷—储优化调度子平台,依托广泛布置的感知装置与边缘控制装置实现电力系统的状态全面感知与智能化运行,改善能源生产和供应模式,提高清洁能源比重。
(3)建设智慧能源综合服务云平台,推动能效提升与能源服务升级。应将云计算、大数据等先进技术应用于海量用能数据的融合、分析与管理,提高能源综合利用效率。首先是建立需求侧管理子平台,通过智能化终端用能设备与用能辅助工具的广泛使用,对系统内能源的供给和消耗情况全面、实时监测,并开展综合能效分析和多环节协调管控优化。其次是以能源灵活自主微平衡交易为重点,应用区块链等交易信息技术,建设电力交易子平台,支撑分布式能源、分布式储能主体与工业大用户及个人、家庭级微用能主体间的点对点实时自主交易,提高市场效率。
(4)建设能源互联网生态圈,推动平台经济与共享经济发展。应依照“平台+生态”思路,开展互惠共赢能源互联网生态圈建设,使数据服务于“发—输—配—用”各环节的企业、用户以及上下游的设备制造商、互联网公司、政府部门、科研院所等主体,形成数字化的能源新生态。通过建设开放共享的数字化技术平台,打通各主体间服务流、信息流、资金流,实现各主体间的数据共享与业务互动,为电力系统转型升级和能源互联网发展创造良好平台。
4结束语
“新基建”能够有效推动国民经济发展,对于电力行业而言,新基建无疑是能源电力转型升级的硬核推进器,具有重要意义。本文中,对当前电力数字新基建进行简要概述,以期进一步促进电力企业发展。
参考文献
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