泛在电力物联网关键技术及其应用前景分析

发表时间:2021/8/20   来源:《当代电力文化》2021年4月第10期   作者:段瑞超
[导读] 随着信息技术的发展和能源转型的深入,将来能源环境产业和数据物联网将会深度融合,在整个能源结构里面,可以看到无论在新能源、智能变电站、甚
        段瑞超  
        国网冀北电力有限公司廊坊供电公司  河北 廊坊 065000
        摘要:随着信息技术的发展和能源转型的深入,将来能源环境产业和数据物联网将会深度融合,在整个能源结构里面,可以看到无论在新能源、智能变电站、甚至节能,都需要大量的物联网技术深入融合到设备装置和全面感知的技术,进一步加快泛在电力物联网建设。针对泛在电力物联网所涉及的发电端和需求侧等电力细分市场,通过物联网的技术和大数据分析,从设施建设到运营、服务和优化,提高整体运行。
        关键词:泛在电力物联网;关键技术;应用前景分析
        引言
加快打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业的战略部署,是科技强国战略在国家电网公司的具体实践,是落实中央部署、发挥央企带头作用的重要举措。建设泛在电力物联网,为电网运行更安全、管理更精益、投资更精准、服务更优质开辟了一条新路,同时也可以充分发挥电网独特优势,开拓数字经济这一巨大蓝海市场。我们只有以建设泛在电力物联网为主攻方向,进一步改造提升传统业务,才能发挥电网企业的平台和资源优势,才能着力拓展新市场、开辟新领域、打造新业务,进而不断培育新的增长动能。
1泛在电力物联网的概念
泛在电力物联网是指充分应用“大云物移智”等现代化信息通信技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知,信息高效处理,应用更加灵活等特征的智慧服务系统。泛在物联网是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息互联和交互。而泛在电力物联网是指电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备、以及人和物的信息互联和交互。从技术视角看,泛在电力物联网的基本架构包括4个层次:感知层、网络层、平台层和应用层。感知层实现各级发输变电系统、电力用户等参与方的实时数据采集;网络层实现能源网络与信息网络的有机融合;平台层实现数据的集中管理和整合分析,达到标准及接口统一的目标;应用层在大数据分析的基础上,实现各类“发输变用”电服务。
2泛在电力物联网关键技术
2.1通信网优化通信网是泛在电力物联网网络层重要基础支撑。结合泛在电力物联网建设和应用需求,通信网在骨干光缆纤芯数量、光纤覆盖和网络带宽还存在不足,无线专网技术选型和建设相对滞后,无法适应泛在电力物联网对业务带宽的需求。(1)通信网架构优化完善,以“高可靠、全方位、多元化、宽带化、集中化”为目标,优化提升省级传输网,探索开展OTN双平面建设,增强省市互联互通能力。完善骨干光缆网架结构,解决骨干断面无空余光缆纤芯问题。开展地市传输网增容改造,强化“PTN+SDH”网络架构,建成网络结构合理、组网接入灵活、承载能力强、具备可持续发展的地区传输网络。开展县域传输网升级,解决县域传输网低覆盖、低带宽问题,满足泛在电力物联网终端设备大规模泛在接入、电网生产控制业务不断增长的带宽需求。(2)无线通信网技术研究5G作为新一代移动通信技术发展方向,是无线接入重要演进方向。需加快引入软件定义网络和边缘计算技术,研究应用5G技术满足业务更快终端接入速率、更低业务传输时延和更多终端连接容量需求。大带宽方面,满足调度、运检、营销、建设等电网业务升级和高清化视频通信、可穿戴智能运检等场景应用需求;低时延方面,满足配电自动化、“三遥”等低时延电网业务需求;广连接方面,满足泛在化、多样化、智能化、规模化海量终端设备接入需求。


2.2网络层关键技术
泛在电力物联配电网网络层中,对于电网调度、控制信号与用户数据采用相互独立的传输网络。调控信号依然利旧采用现有的基于光纤等的高可靠性传输介质进行传输;用户信息采用基于5G通信及窄带物联网技术(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)的新兴通信技术传输。其中,NB-IoT技术由华为公司在2014年提出,聚焦于低功耗覆盖物联网市场,具有覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低等特点,可以与现有网络共存,实现平滑升级。海量的用户数据在传输过程中的安全保障,是下一阶段的研究重点之一
3国家电网公司大力推进泛在电力物联网建设
随着科学技术的快速发展,当今人们的衣食住行均发生了翻天覆地的变化,出现了诸如移动支付、网约车、共享单车、美团外卖等出行和消费模式,这些应用的实质是互联网技术的快速发展和深层次的相互渗透。当前,5G成为一个热点话题出现在人们的视野中,特别是中美贸易摩擦及其引发的华为事件发生,更是让5G受到了前所未有的广泛关注。5G技术为未来实现大规模提升数据传输奠定了基础,5G技术和互联网技术的进一步发展、融合则将再次引发技术革新,从而在社会各个层面引发新的革命。在对未来社会发展方向的预测中,有一个观点认为,引领第四次工业革命的将会是“5G+互联网”,由此可见5G技术的重要性。不可否认的是,当前“跨界”和“融合”不再只是一个噱头,其中确实蕴含着无限个未来发展的可能。作为供电企业,必须与时俱进地看待新事物、跟上新形势、做出新举措。因此,企业发展如何完美融入于科技发展潮流之中,这是一个需要新时代电力人认真思考的重要课题。今年初以来,国家电网公司已经全面启动了泛在电力物联网的建设,印发了泛在电力物联网建设大纲,全面启动了试点、示范建设任务,计划分两个阶段建设泛在电力物联网:第一阶段是到2021年,初步建成泛在电力物联网;第二阶段,到2024年全面建成泛在电力物联网。泛在电力物联网建设包括对内业务、对外业务、数据共享、基础支撑、技术攻关和安全防护等6个方面,具有11个重点方向。其中,对内业务包括提升客户服务水平、提升企业经营绩效、提升电网安全经济运行水平、促进清洁能源消纳等四个方面。对外业务包括打造智慧能源综合服务平台、培育发展新型业务、构建能源生态体系等三个方面。泛在电力物联网建设是一个开放、复杂、宏大的社会工程,需要树立开放、合作、共赢的理念,吸引更多社会资本和各类市场主体参与建设和价值创造,带动产业链上下游共同发展,打造共建共治共赢的能源互联网生态圈,使全社会共享发展成果
结束语
泛在电力物联网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万物互联、人机交互。在泛在电力物联网建设中,蒙东电力信通公司的核心工作逐步由系统运维、网络运维向平台运维、数据管理、通道保障、网络安全、客户服务过渡,与各专业间联系的深度和广度进一步加大,支撑服务属性进一步凸显。随着生产要素和业务流程的升级,蒙东电力信通公司推动安全管理创新,探索适应泛在电力物联网建设的安全管理机制。
参考文献
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