淺談電力通信與泛在電力物聯網技術的應用與發展

摘要：隨著我國社會經濟的快速發展，我國科技實力得到了巨大的提升，當前互聯網通信技術在社會中得到了廣泛的應用。隨著電力通信技術的快速發展與更新，泛在電力物聯網建設成為電力通訊發展的重要方向。本文已泛在電力物聯網系統為核心，介紹了泛在電力物聯網系統等基本概念與架構特點，并對電力物聯網建設的難點與問題進行了探討，對電力物聯網發展的需求與前景進行了展望。

關鍵詞：電力系統；電力通信；泛在電力物聯網技術

引言

隨著我國社會經濟的快速發展，社會與企業對電力服務的需求逐漸增加，分布式發電設備與電網結構得到了快速發展，傳統的電網形態已無法滿足當前社會的發展需要。隨著 5G 通信在各大領域中的廣泛推廣，電網的運營模式與功能必然會得到了新一輪的發展方向，因此結合當前電力通信技術，將電力系統與泛在電力物聯網結合形成未來電力能源體系是電力系統發展的重要趨勢與方向。因此當前國家電網因重視泛在電力物聯網技術發展內容，探討技術模式與出現的問題，這將有利于進一步擴大電力的服務范圍與能力。

泛在電力物聯網的概念

泛在物聯網通常是指在任何時間地點、人員與物質之間信息的有機互聯與交互，而泛在電力物聯網則具體指的是電力用戶、電力企業與供應商和設備之間的信息互聯交互。可以說泛在電力物聯網就是在電力系統中應用互聯網技術，實現不同信息傳感設備之間的資源共享，從而實現能夠自我感知標識的智能處理實體，通過實體間的交互與連接使得有關數據信息能夠得到感知與反饋控制，進而形成整體的電力生產體系。而泛在電力物聯網通信可以使電力平臺架構上通過智能通訊技術實現不同數據信息之間的共享與管理，這將提高數據和信息的利用效率，同時也有利于數據信息之間的交互與連接。通過不同設備用戶在任意時空與范圍內的信息的共享與交互實現對電力整體運營的穩定，并有利于能源服務平臺的在電力市場中得到進一步發展。

泛在電力物聯網的發展目標

泛在電力物聯網建設目標主要有利于充分發揮當前物聯網大數據的技術優勢，充分的包絡不同數據和類型的電力信息，增強數據的空間尺度和來源范圍，統一分析與挖掘數據的深度與內容。這將有利于電力數據服務針對不同的區域打破數據之間的兼容性，實現各類業務之間的貫通，將電力數據更好的服務于各個行業中，通過社會各類行業的廣泛參與實現商業模式的建立與發展。以人工智能和深度學習為特征的大數據智能技術將促進電力物聯網的快速發展同時也有利于數據知識的挖掘與學習。可以預見未來將促進整體行業的發展與進步。

泛在電力物聯網的基本架構

通常來講泛在電力物聯網的基本架構主要分為三個方面：技術架構、標準架構與應用架構。就技術架構而言，主要分為感知、網絡、平臺與應用 4 個層面。感知層面主要完成數據信息的協同采集。通過邊緣計算使得終端設備的智能化得到了廣泛提高。網絡層則主要利用現代通信技術實現不同的電力環節之間的覆蓋與連接。平臺層則主要用于物聯網數據信息的管理與不同云端的協同作用。而應用層則主要用于提高整體系統的穩定性，使得能源系統之間構建綜合智能的互聯網體系。

標準架構則主要為整體的數據平臺提供標準支撐，在感知層面會使設備產生不同環節之間的大量數據。這些數據往往來源與格式均不相同。如果沒有完善的標準體系，數據之間將很難相互溝通與連接。因此為了解決數據之間的統一與通信，建立了統一的平臺標準將促進數據的使用利用情況，為數據信息的深度挖掘提供準備與保障。泛在電力物聯網的應用架構，主要用于保障整體電網的運行，提高能源的綜合服務能力，并且通過經濟的市場運營得到良好的能源生態體系。

電力通信技術在泛在電力物聯網的發展

泛在電力物聯網是以通訊技術為基礎發展而來的新型物聯網體系，其構建的核心是滿足電網能源系統的智能判斷和自適應調節能力，這將提高能源的替代和利用能力。對于電力物聯網來說，通訊技術是其核心的技術內容之一，也是實現萬物互聯基本的組成單元，凡在電力物聯網可以保證不同類型的通訊網絡進行相互的連接與反饋，當前電力通信技術的快速發展，泛在電力物聯網必然將得到進一步的發展。

電力通信基本原理

從 2G 通訊技術發展開始，移動通訊技術都以數字信號作為通訊的基礎模式。對于 5G 通訊來說，也將以數字信號作為通訊的基礎。簡單來說，移動通訊的概念就是利用電磁波在空氣中自由傳播與通訊實現信號的傳輸。就其組成部件而言，主要包括有：信號發生器、接收器、調制解調器等關鍵步驟單元。在空氣中無限通訊必然將面對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 通信而言實現了巨大的飛躍。從提高傳輸信號的角度來說，主要包括三個方面內容：

1.擴展資源，增加了電磁波信號頻率。

2.沿延拓定理，提升了頻率的使用效率。

3.開發技術，物質密度更加密集。可實現頻率資源多次重復使用，進而得到密度更高的異質網絡連接。

5G通信基本特征

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

1.高速率。5g 通訊的速率主要包括有峰值速率，區域速率與邊緣速率三個方面的指標。具體來講，峰值速率指的是在好的條件下得到的速率。區域速率指的是通訊系統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 通訊技術將在物聯系統中得到廣泛的應用。

2.高容量。相較于傳統的通訊技術 5G 通訊將包括有更多的設備終端。這里不止只有手機，也包括有家用電器、各種穿戴設備等。這也為物聯網的發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的首要保障。5G 通訊能夠保障信息傳輸的整體可靠，為電力通訊提供可靠的技術保障。

4.低時延。通常來講，通信時延就是指信息在傳輸過程中所需要的時間。對于傳統技術而言，由于時間影響很大。所以往往被忽視。在未來通信技術發展的情景下必然要求時延性更好的通訊方式，進而滿足各種系統之間的協同配合與控制。

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

安科瑞為國家電網2021泛在電力物聯網建設提供解決方案

安科瑞電氣深耕用戶側能效管理多年，逐漸完善了從電力物聯網云平臺到終端傳感器的生態體系，在“源（電源）-網（電網）-荷（負荷）-儲（儲能）"各個環節加大研發投入，已經形成“云（云平臺）-管（有線/無線物聯）-邊（邊緣計算）-端（終端設備）"的生態系統，參與泛在電力物聯網建設，為國家電網建設“三型兩網"提供解決方案，使用戶在任何時間、地點、人、物之間實現信息連接和交互，產生共享數據，從而為電網、發電、供應商、用戶服務。