摘要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)科技實(shí)力得到了巨大的提升，當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在社會(huì)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著電力通信技術(shù)的快速發(fā)展與更新，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)成為電力通訊發(fā)展的重要方向。本文已泛在電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為核心，介紹了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等基本概念與架構(gòu)特點(diǎn)，并對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的難點(diǎn)與問題進(jìn)行了探討，對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需求與前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；電力通信；泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)與企業(yè)對(duì)電力服務(wù)的需求逐漸增加，分布式發(fā)電設(shè)備與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)得到了快速發(fā)展，傳統(tǒng)的電網(wǎng)形態(tài)已無法滿足當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展需要。隨著 5G 通信在各大領(lǐng)域中的廣泛推廣，電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)模式與功能必然會(huì)得到了新一輪的發(fā)展方向，因此結(jié)合當(dāng)前電力通信技術(shù)，將電力系統(tǒng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成未來電力能源體系是電力系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢(shì)與方向。因此當(dāng)前國(guó)家電網(wǎng)因重視泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展內(nèi)容，探討技術(shù)模式與出現(xiàn)的問題，這將有利于進(jìn)一步擴(kuò)大電力的服務(wù)范圍與能力。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念

泛在物聯(lián)網(wǎng)通常是指在任何時(shí)間地點(diǎn)、人員與物質(zhì)之間信息的有機(jī)互聯(lián)與交互，而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)則具體指的是電力用戶、電力企業(yè)與供應(yīng)商和設(shè)備之間的信息互聯(lián)交互。可以說泛在電力物聯(lián)網(wǎng)就是在電力系統(tǒng)中應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同信息傳感設(shè)備之間的資源共享，從而實(shí)現(xiàn)能夠自我感知標(biāo)識(shí)的智能處理實(shí)體，通過實(shí)體間的交互與連接使得有關(guān)數(shù)據(jù)信息能夠得到感知與反饋控制，進(jìn)而形成整體的電力生產(chǎn)體系。而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通信可以使電力平臺(tái)架構(gòu)上通過智能通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)信息之間的共享與管理，這將提高數(shù)據(jù)和信息的利用效率，同時(shí)也有利于數(shù)據(jù)信息之間的交互與連接。通過不同設(shè)備用戶在任意時(shí)空與范圍內(nèi)的信息的共享與交互實(shí)現(xiàn)對(duì)電力整體運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定，并有利于能源服務(wù)平臺(tái)的在電力市場(chǎng)中得到進(jìn)一步發(fā)展。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)主要有利于充分發(fā)揮當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，充分的包絡(luò)不同數(shù)據(jù)和類型的電力信息，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的空間尺度和來源范圍，統(tǒng)一分析與挖掘數(shù)據(jù)的深度與內(nèi)容。這將有利于電力數(shù)據(jù)服務(wù)針對(duì)不同的區(qū)域打破數(shù)據(jù)之間的兼容性，實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)之間的貫通，將電力數(shù)據(jù)更好的服務(wù)于各個(gè)行業(yè)中，通過社會(huì)各類行業(yè)的廣泛參與實(shí)現(xiàn)商業(yè)模式的建立與發(fā)展。以人工智能和深度學(xué)習(xí)為特征的大數(shù)據(jù)智能技術(shù)將促進(jìn)電力物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展同時(shí)也有利于數(shù)據(jù)知識(shí)的挖掘與學(xué)習(xí)。可以預(yù)見未來將促進(jìn)整體行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)

通常來講泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)主要分為三個(gè)方面：技術(shù)架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)與應(yīng)用架構(gòu)。就技術(shù)架構(gòu)而言，主要分為感知、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)與應(yīng)用 4 個(gè)層面。感知層面主要完成數(shù)據(jù)信息的協(xié)同采集。通過邊緣計(jì)算使得終端設(shè)備的智能化得到了廣泛提高。網(wǎng)絡(luò)層則主要利用現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同的電力環(huán)節(jié)之間的覆蓋與連接。平臺(tái)層則主要用于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的管理與不同云端的協(xié)同作用。而應(yīng)用層則主要用于提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得能源系統(tǒng)之間構(gòu)建綜合智能的互聯(lián)網(wǎng)體系。

標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)則主要為整體的數(shù)據(jù)平臺(tái)提供標(biāo)準(zhǔn)支撐，在感知層面會(huì)使設(shè)備產(chǎn)生不同環(huán)節(jié)之間的大量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)往往來源與格式均不相同。如果沒有完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，數(shù)據(jù)之間將很難相互溝通與連接。因此為了解決數(shù)據(jù)之間的統(tǒng)一與通信，建立了統(tǒng)一的平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)將促進(jìn)數(shù)據(jù)的使用利用情況，為數(shù)據(jù)信息的深度挖掘提供準(zhǔn)備與保障。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用架構(gòu)，主要用于保障整體電網(wǎng)的運(yùn)行，提高能源的綜合服務(wù)能力，并且通過經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)得到良好的能源生態(tài)體系。

電力通信技術(shù)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是以通訊技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展而來的新型物聯(lián)網(wǎng)體系，其構(gòu)建的核心是滿足電網(wǎng)能源系統(tǒng)的智能判斷和自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力，這將提高能源的替代和利用能力。對(duì)于電力物聯(lián)網(wǎng)來說，通訊技術(shù)是其核心的技術(shù)內(nèi)容之一，也是實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)基本的組成單元，凡在電力物聯(lián)網(wǎng)可以保證不同類型的通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相互的連接與反饋，當(dāng)前電力通信技術(shù)的快速發(fā)展，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)必然將得到進(jìn)一步的發(fā)展。

電力通信基本原理

從 2G 通訊技術(shù)發(fā)展開始，移動(dòng)通訊技術(shù)都以數(shù)字信號(hào)作為通訊的基礎(chǔ)模式。對(duì)于 5G 通訊來說，也將以數(shù)字信號(hào)作為通訊的基礎(chǔ)。簡(jiǎn)單來說，移動(dòng)通訊的概念就是利用電磁波在空氣中自由傳播與通訊實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸。就其組成部件而言，主要包括有：信號(hào)發(fā)生器、接收器、調(diào)制解調(diào)器等關(guān)鍵步驟單元。在空氣中無限通訊必然將面對(duì)反射散射等各種傳輸情況，5G 通訊也不例外。5G 通訊相較于 4G 通信而言實(shí)現(xiàn)了巨大的飛躍。從提高傳輸信號(hào)的角度來說，主要包括三個(gè)方面內(nèi)容：

1.擴(kuò)展資源，增加了電磁波信號(hào)頻率。

2.沿延拓定理，提升了頻率的使用效率。

3.開發(fā)技術(shù)，物質(zhì)密度更加密集。可實(shí)現(xiàn)頻率資源多次重復(fù)使用，進(jìn)而得到密度更高的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)連接。

5G通信基本特征

5G 通訊至少要包括以下 5 個(gè)基本特征：高速率、高容量、高可靠性、低時(shí)延與低能耗。

1.高速率。5g 通訊的速率主要包括有峰值速率，區(qū)域速率與邊緣速率三個(gè)方面的指標(biāo)。具體來講，峰值速率指的是在好的條件下得到的速率。區(qū)域速率指的是通訊系統(tǒng)整體所保障的總速率。邊緣速率是指差的 5%用戶所得到的通訊速率。高速率的基本特征使得 5G 通訊技術(shù)將在物聯(lián)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。

2.高容量。相較于傳統(tǒng)的通訊技術(shù) 5G 通訊將包括有更多的設(shè)備終端。這里不止只有手機(jī)，也包括有家用電器、各種穿戴設(shè)備等。這也為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了巨大的物理支撐。

3.高可靠性。電力通信可靠性是電力系統(tǒng)的首要保障。5G 通訊能夠保障信息傳輸?shù)恼w可靠，為電力通訊提供可靠的技術(shù)保障。

4.低時(shí)延。通常來講，通信時(shí)延就是指信息在傳輸過程中所需要的時(shí)間。對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)而言，由于時(shí)間影響很大。所以往往被忽視。在未來通信技術(shù)發(fā)展的情景下必然要求時(shí)延性更好的通訊方式，進(jìn)而滿足各種系統(tǒng)之間的協(xié)同配合與控制。

5.低能耗。在傳感器與通訊設(shè)備之間往往需要基本的電力供應(yīng)。新的 5G 技術(shù)，將節(jié)約能源損耗，降低能源的浪費(fèi)。

安科瑞為國(guó)家電網(wǎng)2021泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供解決方案

安科瑞電氣深耕用戶側(cè)能效管理多年，逐漸完善了從電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)到終端傳感器的生態(tài)體系，在“源（電源）-網(wǎng)（電網(wǎng)）-荷（負(fù)荷）-儲(chǔ)（儲(chǔ)能）”各個(gè)環(huán)節(jié)加大研發(fā)投入，已經(jīng)形成“云（云平臺(tái)）-管（有線/無線物聯(lián)）-邊（邊緣計(jì)算）-端（終端設(shè)備）”的生態(tài)系統(tǒng)，參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，為國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)“三型兩網(wǎng)”提供解決方案，使用戶在任何時(shí)間、地點(diǎn)、人、物之間實(shí)現(xiàn)信息連接和交互，產(chǎn)生共享數(shù)據(jù)，從而為電網(wǎng)、發(fā)電、供應(yīng)商、用戶服務(wù)。