刘轩

【摘 要】近年来，随着社会经济的迅猛发展及能源需求的日益增长，能源供应的压力不断增大。同时，大量煤炭、石油等非清洁能源的使用所带来的环境污染问题也日益严重。因此，未来的电力系统必然将为可持续的全球经济增长提供高渗透率的清洁分布式能源。大量分布式能源的不断接入给电力系统的经济运行和安全管理提出了前所未有的挑战。物联网技术正处于应对这一挑战的最前沿，它可以通过泛在的感知技术赋予电力系统动态的灵活感知、实时通信、智能控制和可靠的信息安全等能力，不断提升电网运行控制和调度的智能化水平，持续深入提高各种类型能源之间的互动能力，从而使电网从单纯的电力传输网络向智能能源信息一体化基础设施扩展，将现有的电力系统转变为更高效、更安全、更可靠、更具弹性和可持续性的智能网络化电力能源系统。

【关键词】泛在电力物联网;关键技术;应用前景

1泛在电力物联网的概念

1.1泛在电力物联网的定义

泛在物联是指任何时间、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。泛在电力物联网是物联网技术在电力系统中的应用，其本质是实现各种信息传感设备与通信信息资源的共享，从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。实体之间的协同和互动，使得有关物体相互感知和反馈控制，形成一个更加智能的电力生产、生活体系。

1.2泛在电力物联网的基本特征

泛在电力物联网立足现有电网实体与通信技术，将不同能源系统物理互联、时空信息互联、商业互联相融合，具有全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新的特征。全息感知是指通过RFID、传感器等，动态获取“发–输–变–用”各个环节不同设备、不同用户的状态信息。泛在连接指通过电力专网或移动网络将电力系统中所有设备、用户的信息和数据全时空连接。开放共享指在统一平台上利用智能技术对数据进行共享和管理，提高数据质量，挖掘有效信息，实现数据上下贯通，全方位实时交互。

1.3泛在电力物联网的建设目标

发挥泛在物联网大数据的优势是其建设的主要目标。电力数据来源各异，包含控制、计量、监测等不同类型、不同时空尺度，实现海量数据统一分析及深度挖掘，是其首要建设目标。电力数据服务对象不同，打破数据壁垒，实现不同业务贯通是其第二阶段建设目标。最终将电力数据应用于各行各业，推广不同行业广泛参与的商业模式是其最终建设目标。可以预见，随着泛在电力物联网的实现，以机器学习和深度学习为代表的大数据及人工智能技术等数据知识挖掘技术将得到广泛应用与发展。

2 泛在电力物联网的关键技术应用分析

2.1物联网技术在电力设备状态采集中的运用

电力设备状态采集工作中使用物联网技术的主要目的是采集电力设备运行状态数据信息，并且利用感应器将多个来源的信号转变为电信号或光信号，如此才可迅速、准确处理这些信号。感应器是用来采集电信号、光信号的设备，其属于监测系统的重要构成部分，为保证监测结果准确性，需尽量选用精确度较高的感应器。由此可见，感应器技术将对电力设备状态监测工作造成巨大影响，现阶段我国自主研发的感应器在性能、质量方面并不能赶超国际水平

2.2物联网技术在输电线路状态监测中的运用

智能感知层物联网智能感知层指的是将物联网作为载体的传感设备，其主要包含：智能传感设备、全球定位系统、红外线传感器等多种设备。智能感知就是利用电力传输、转变电力设备运行状态数据。利用智能感知层采集电力设备运行状态信息，其主要包含：电压、温度、气象信息等多种信息，如此才可保证输电线路及电力设备安装工作可顺利进行。

智能网络层物联网智能网络层将利用无线信号传输各种信息（测温节点、测温终端配置有射频芯片，而无线信号利用射频芯片发射信号）。测温节点中配置的所有射频芯片中会有一个与其他测温节点传递信号;测温终端中配置的射频芯片可与测温节点联系在一起，且测温终端可通过通信总线、管理主机发送温度信息或接收相关指令。

2.3配电通信

对于电力系统中的配网，其主要是借助于载波通信等方法来运行。对于配网的结构，其相对较为复杂，加上使用过程中的电压等级较多，支线数量较多，使得配网通信难度大大增加。对于当前大部分的配电网，其无法实现自身的单独通信，往往都是通过光纤通信等方式来实现。但由于配电网在应用的过程中有时需要对其进行多次改动，而在现实的应用中却无法实现对配电网点的改变，配电通信受到较大的影响。而通过物联网技术的应用则能够很好地解决这一问题，通过物联网技术的应用能够对配电主站和配电网点之间进行有效的连接通信。在使用的过程中，仅仅需要将配电网中的相关设备连接到互联网中，就能够实现对配电网的通信。

2.4防护技术

在网络中使用的安全防护技术主要有加密技术、入侵检测和保护机制以及认证技术。无线通讯技术，无线通讯技术是造成网络安全问题的主要因素，也是现在重点研究的课题，通过各种认证协议对网络安全中的漏洞进行检测和填补，现在主要采用的RFID容易被破坏和窃取，对信息发展造成了不利的影响，甚至危及国家安全以及人民的利益，因此，其安全协议建议采用一种分布式数据库环境的认证协议——分布式RFID询问应答认证协议，此类协议目前没有发现明显的安全漏洞。而其他的LCAP协议或者是Hash-Lock协议等存在着一些问题或者是漏洞，要么无法适应分布式数据库的计算环境，要么无法解决攻击问题，或者只针对某一些身份进行验证，相较之下这种分布式RFID询问应答认证协议更为适合。

对网络进行检测和保护需一起协同配合，才可以有效保障网络的安全。主机的入侵检测、网络的入侵检测以及组件的入侵检测构成了整个入侵检测技术，基于组件的入侵检测技术是在不同的计算机上配置不同功能的组件，这些组件可以单独工作，也可以相互协同工作，这样分布式配置可以增加扩展性和安全性，也提高了检测效率。使用分布式的检测和防护手段是针对于此网络的特点和安全性所提出的建议，在实施过程中应重点寻找和关注可靠节点。

3 结束语

泛在电力物联网是以電力系统为核心，结合智能终端传感器、通信网、人工智能、云平台技术，构成的复杂多网流系统。泛在电力物联网通过电力系统设备信息交互、人物信息交互，实现能源生产与消耗的实时平衡，保障电网的经济安全运行;另一方面也可以促进电力市场的开放，实现供需交易的快速响应，以及清晰明了的电网资产评估。泛在物联技术与电力系统的结合，最终将会构建多方参与的能源生态体系。作为第三次能源革命的核心技术，泛在电力物联网是未来能源产业的发展方向。

参考文献：

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[3]周孝信，陈树勇，鲁宗相，等.能源转型中我国新一代电力系统的技术特征[J].中国电机工程学报，2018，38（7）：1893-1904，2205.

（作者单位：国网山西省电力公司检修分公司）