李唯
身份证号码 37142219910123****
摘要：在通信技术和互联网技术高速发展和国家大力支持新能源产业和清洁能源的发展背景下，必将推动新一轮的能源改革。目前，电网企业面临着三重挑战：随着社会经济的飞速发展，各行各业对电力供应的需求越来越大，电网架设规模也不断扩大所带来的电网形态复杂化挑战；在电力市场逐步向民营企业开放的形势下，电力市场化倒逼电网企业做出新的改革挑战；数字化经济打造多边市场的挑战。为应对各种挑战，提出了泛在电力物联网建设。建设泛在电力物联网，是推进“三型两网”建设的重要内容和关键环节。本文在泛在电力物联网建设的目标和要求的基础上，提出泛在电力物联网建设的技术构架及实现方案，为电网企业的下一步改革提供参考与借鉴。
关键词：电力物联网；建设技术构架；实现方案
引言
物联网技术是各种技术的集合系统,其包含了通信、信息以及传感、自动化等技术,其主要的特点有三个:第一个为整体感知,即使得物品的状态可以被实时的识别,利用各种传感器可以对物品的动态信息进行采集,进而传输到后台,在管理的时候可以实现信息共享。第二个为稳定传输,这主要是由于通信网来支撑,目前我国已经在加大5G通信设备的铺设数量,这使得我国的通信网络稳定性以及传输速度提高了很多,对于物联网建设的促进作用是非常明显的。第三个为智能处理,这需要有强大的软件系统作为支撑,我国的大数据系统技术目前在世界位居前列,因此这方面的技术储备是足够的,利用该系统可以结合警报系统,对一些问题可以做大快速反应与处理,避免因为问题不能得到及时解决为扩大的情况。
1泛在电力物联网建设的技术构架
1.1信息感知层
对于电力物联网中的信息感知层，是利用智能传感设备对电网末端运行设备进行实时数据采集、监测和感知。电网运行的数据流贯穿发电、变电、输电、配电及用电全过程。对于电力系统一次设备信息，一部分属于设备基础数据，另一部分是设备实时运行状态数据。实时数据需要相对应的智能监测设备对其监测和感知，例如：红外测温仪、监测摄像头、巡检机器人及无人机等。电力系统二次设备，例如：继电保护装置和电能监测设备具备对电网运行数据的采集功能。用电侧设备包括智能电表、智能家电、电动车充电桩等。一方面，它们能将系统运行数据和用户电量消耗数据进行采集；另一方面，也能将设备运行数据、电力系统运行数据、用户耗能及电力能源交易数据传输至系统平台。
1.2网络层输入
网络层的构成主要有无线宽带、无线公共通信网络以及传感网、光传输网等构成,其主要的目的就是实现各种设备信息的传递以及控制,保障信息的可靠性。当然网络层其还需要具有大规模数据传输的功能,因为在整个电力物联网中会产生大量的数据,这些数据的传输都是实时的,而且数据传输的速度直接影响着系统的反应时间。整个网络层的通讯是由专门的电力通信网络来进行的,而公共的通信网络知识作为一个补充。此外,网络层也分为两个,第一个为接入网络,是以电力光纤以及无线数字通信系统为主,而第二个为核心网络,其主要以电力骨干的光纤网为主。
1.3边缘计算层
边缘计算是指在数据源附近进行计算、初步分析、存储和应用的开放式平台。电力物联网边缘计算层由电力终端设备、智能设备、边缘节点处设备构成，对系统终端层上传的数据进行简单计算和初步处理，同时将处理结果上送至云中心。边缘计算层将终端层与网络层进行更全面、更细化的连接，经过其简单的计算分析，可大大缓解了云中心处理数据的压力。随着电网的逐步发展，电网架设安装的设备越来越多，大量的数据需要传输和计算。可以在边缘节点处灵活部署设备，更接近终端设备、用户设备，能准确及时对电力系统运行和用户用电情况进行反馈，从而能更好的进行电力能源的调度。
1.4应用层
应用层的主要作用就是将感知层的数据进行分类、分析以及处理,其包含的内容主要有基础设施、中间件以及各种应用。各种应用设涉及的范围很广,包含了整个智能电网的全部生命周期的生产以及管理等各个环节。利用智能计算和模式识别的技术,使得对于电网信息的分析以及处理有了一个很大的提升,并且也促使决策的发布速度以及执行速度增加了很多,使得电力的传输以及管理变得更快捷、更高效。
2泛在电力物联网建设实现方案
1．2人工智能
电力的调度控制过程具有数据量大，规则复杂的特点。随用电需求持续提升和电网规模不断扩大，即有电网调度支持系统已越来越跟不上现代智能电网多种调控需求。近年来，人工智能技术逐渐走向主流，基于深度学习的智能技术的应用逐渐受到各行各业的广泛关注。在电网调控这一领域当中使用人工智能技术开展深度学习，有助于对电网特性和行为实施有效分析，运用以往积累数据对电网整体特性开展聚类分析过程，包括对用户用电行为进行评估和预测以提高负荷预测准确度，为确保电网的实时平衡提供支撑。同时人工智能技术可使学习和模拟规程、经验以及其到调度控制分析软件中的嵌入过程得以有效实现。等对电网调控中人工智能技术需求及人工智能在电网调控的应用场景进行了分析和设计，以电网故障辨识为应用场景，对深度学习技术在电网调控中的应用进行分析讨论，认为电网调控方面应用的关键在于利用深度网络抽象出隐藏在各类数据中的内在规律，从而弥补基于物理模型分析方式在电网调控中存在的不足，进而依靠多场景下的模型持续训练和新的算法模型对模型迭代升级，进一步增加模型的准确性以及泛化能力，最终全面提高电网调控业务的智能化水平。
2.2加强基础设备建设
加强基础设备建设贯穿了发电、变电、输电、配电及用电全过程。发电包含多能源发电厂和发电设备的的建设，充分利用多种能源发电并建设新型发电站，同时重点安装更高效更智能发电设备。全面利用设备的信息化建设虚拟电厂，从而提高分布式新能源的友好并网水平和电网可调控容量占比，促进清洁能源的利用。在常规站到智能变电站建设趋势下，达到站内设备智能化、微机化、信息化的目的，同时继续加强对站内一次设备的智能监控和二次设备的改造升级。确保对全站设备的全方位监控管理，全面感知设备的运行状态。
2.3设备
在电网系统中运行的设备一般都具有很先进的技术,并且输配电的西能也非常高,这主要是由于电网的特殊环境导致的,如果其设备性能不够先进,那么会影响电力的输送稳定性。在今后的物联网建设中,超导以及储能等技术会成为优先级别的建设技术,并且微电子技术的应用效果比较强或者是材料比较先进的设备也会成为物联网建设中优先采购的对象。此外,还可以应用一些改造设备,这样可以在保障电力输配稳定性的前提下提升电网的输送容量。
结束语
总而言之,电力物联网的建设中对于设备的需求应该以及先进技术为目标,然后应用多种先进技术进行。而整个建设过程中所使用的关键技术有很多,这些技术的应用可以大大的提高电网的智能化以及自动化,在保障电网运行安全性的基础上提高了管理效率。
参考文献
[1]徐晓寅.信息通信技术支撑泛在电力物联网建设[J].通信电源技术,2019,36(12):186-187.
[2]吴昊,吴丽莎,占永红,邵云蛟,许侠.泛在电力物联网建设中的关键技术探讨[J].中国新通信,2019,21(23):65.
[3]蔡莹乾.泛在电力物联网建设中的关键技术探讨[J].中国新通信,2019,21(23):80.
[4]黄长江.物联网技术在电力系统中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(22):240-241.
[5]杨萍.物联网技术在电力系统中的应用分析[J].通信电源技术,2019,36(10):144-145.