试论5G时代物联网技术在电力系统中的应用

浅谈泛在电力物联网关键技术 摘要：电力营销服务水平的提高受泛在电力物联网影响极大。为了充分发挥后者对前者的积极作用，国家电网可以通过研究关键技术，建立综合能源服务体系，全面实现科技创新应用，拓展电力商品，优化营商环境等方式，推动泛在电力物联网的有效建设，并在此基础上促进电力营销服务的创新进步，进而充分满足用户电力服务需求。基于此，本文主要探讨了泛在电力物联网关键技术。 关键词：泛在电力物联网；物联网应用；关键技术 引言 泛在电力物联网技术是以电力系统为中心，借助移动客户终端、数据传输网络、人工智能及数据计量技术构成的多信息交流系统。通过大力发展泛在电力物联网技术，不仅能够提高新能源的利用效率，而且可以快速评估电网资产，提升资源配比的合理性。 1电力物联网的作用及意义 1.1对于数据分析的应用 当前，数据的分析是基于对相关产业的实时掌控和全面了解。电力数据的范围广泛，涉及区域内容复杂，属于一种大规模的数据链条，传统的数据提取方式限制了数量和种类，因此不能很好的代入到实际使用当中，导致大量数据在进行控制、计量、监测等多方面遭到累积，增添后续工作量的同时也浪费了人力资源的使用，不能达到网络信息时代特有的条件，构成了数据方面的匮乏和流失。通过使用电力物联网，能将之前的电力系统提升规模和层次，当接触数据的方式有所不同时，电力物联网在一定基础上能将大量数据归结分类，通过这种简单明了的方式使相关工作人员观看的更加清晰，在日后统计数据的时候，也带来了一定的便利条件，为工作人员创造了更多更大的空间，将电力物联网的特性发挥到底。 1.2提升运行电网时的安全 当前，我国依旧存在电网能源分布不均匀、网架结构不合理、电网调节不足等各种不足。通过对泛在电力物联网的实际运用，能够有效克服这些问题，促进电力系统的高效运行，且为电力系统又提供了一层保障，当然，在一定情况下，泛在物联网的运行可以有效地促进我国新能源的建设，在风能和太阳能等能源提供时更加便捷，通过对电力系统数据的有效监测分析，实现能源监控和故障调整，再结合电力物联网的技术，对于用电系统和线路工作难以操作的环节，建立智能配电管理系统，实现对配电状态的监测和控制，从而也更加方便操作和指挥电力系统的运转以及相关变电程序等。同时物联网还能应用在家里，通过对家中电器等物品的相关监测，防止家用电器突然发生损坏，或是出现停用故障，在连接电力系统的同时又能对相关物品进行掌控，归根结底，还是一项相当便利又一举多得的先进性技术[1]。 2泛在电力物联网的关键技术剖析 2.1智能芯片 随着电力系统快速变化发展，更多的电力设备设施应用到电力系统之中，个不行同的电力设备设施稳定运行状态向，产生海量的信息数据，单签，大部分现场信息数据采集设备，依旧使用传统工业采集设备装置，其数据可靠性不足，精度无法满足要求，终端设备智能化水平明显不足。通过运用具有智能芯片的卫星智能传感器与智能终端设备，可以使以上问题得到有效解决，具有功耗较低、精度较低、体积小、智能化水平高的优势特点，不但能够实现对设备信息数据的快速采集、传输与提取，还能够采取本地边缘计算，实现终端智能化，采取本地自控，同传设备进行比较，即具备遥测遥信功能同时具备遥控功能。 2.2 5G 与低功耗广域网（LPWA） 海量电力信息数据的快速有效传输需借助一体化通信网络得以实现。对于电力系统而言，分布情况十分广泛，设计各种复杂地形环境，导致通信网络无法进行全面有效的完全覆盖，现场信息数据无法完成快速有效传输。目前，物联网存在2 类主流技术，其一为基于工业以太网与电力载波的有限网络技术，其二为基于5G 与LPWA 的无线网络技术。对于泛在电力物联网而言，由于数据分布情况相对较广，且分散性较大，少数无法实现供电，导致无法有效进行连接，采集频次相对较少，传统类型的有线网络通信技术无法充分得到运用，因此，对基于无线网络的现代通信技术加以科学合理运用，能够使泛在电力物联网具备网络通信功能[2]。 5G 作为物联网发展建设的关键基础。基于各不相同场景下，5G 切片网络通信技术成为处理电力系统泛在连接以及全息感知的重要方法。针对控制类业务而言，能够使用具备超低时延特点的URLLC 切片；针对信息采集类业务而言，能够使用mMTC海量机器类通信接入切片；针对具体现场业务而言，能够使用eMBB 增强移动宽带切片；针对需语音信息的应急通信以及管理、调度电镀等，能够使用具备安全可靠的通话质量以及接通率的Voice 语音切片。对于各不相同应用场景而言，5G 切片网路技术能够运用各不相同的切片，位于5G 网络通道完成对数据的快速有效传输，并连接至相同5G 数据品台[3]。 2.3 物联网平台 随着电力系统快速发展变化，海量信息数据接入一体化数据平台，经过对海量信息数据的科学合理分析以及深度挖掘，以此对电力信息数据加以高效充分运用。针对一体化数据平台而言，需具备云处理计算、故障职能诊断、大数据处理以及智能化预测等人工智能功能。当前，百度公司研发搭建的“天工”物联网平台，阿里公司研发搭建的link 物联网平台，移动公司研发搭建的OneNET 物联网平台等一体化数据平台，不断位于生产实践阶段得到广泛应用。泛在电力物联网数据一体化平台的发展建设，务必同大数据以及人工智能与云计算物联网平台进行充分紧密的结合。 3泛在电力物联网的应用前景 3.1提升电网运行水平 我国无论是经济还是电力发展，都存在鲜明的南北差异性，立足于电力事业建设情况而言，电网整体架构不合理的问题较为明显。泛在电力物联网的应用刚好可以解决以上问题，应用时可以直接建立一个发电、输电全过程监管网络，进一步提升了电力检测水平与效率，保证电力运行安全[4]。 3.2促进清洁能源消纳。就目前我国电 力建设情况而言，清洁能源的发展与应用受到了社会各界的广泛关注，但是无论是风力发电还是光能发电，发展情况都并不良好，尤其是我国三北地区，光能以及风能的开发利用程度并不高。而在泛在电力物联网中，上述所提及的各类清洁能源的应用效率将会逐渐提升，之所以具有良好的资源消纳能力，是因为泛在电力物联网在建设过程中，加入了全息感知功能，此类功能可以实现资源之间的合理分配，指导消费者合理消纳清洁能源。 3.3打造智慧能源服务平台 我国的泛在电力物联网建设已经成为国家发展战略之一，预计于2021 年初步建成并且投入应用。初期使用中，将会做到以下几点：①整个电力物联网可以基本实现业务协同。②初步达到物联管理基础性要求。③各级建设的智慧平台需要完成系统升级，以便可以支持泛在电力物联网正常融合与应用。2024 年将会全面建成电力物联网，上述提到的业务协同需要正常进行，物联管理需要全部完善。公司级的智慧平台需要具有良好的应用效果，并且足以构成电力网络生态圈[5]。 结束语 近几年，随着我国经济水平的不断提升，电力用户数量逐渐增加，分布式电网所面临的运行压力逐渐增大，为保证居民用电安全，以及电网正常运行，基础电网改革已经成为一种必然趋势，人工智能技术、尖端网络技术以及自动化技术的融合需要更加完善。因此，对泛在电力物联网的关键技术与应用前景分析有着鲜明现实意义。 参考文献 [1] 傅质馨,李潇逸,袁越.泛在电力物联网关键技术探讨[J].电力建设,2019,40(5). [2] 马旭明.浅谈电力物联网建设中的关键技术[J].信息技术与信息化,2014(11). [3] 江华,孙圆圆.电力物联网技术的应用[J].宁夏电力,2014(2). [4] 王卫忠,吴黎明,曹建忠.用于电力营销的互动化智能终端设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2013,13(5). [5] 何伟,马亮,孙滢涛,等.物联网技术在电力营销服务中的应用[J].电力需求侧管理,2016(S1).

基于物联网的智能电力监测与管理在当今数字化和智能化飞速发展的时代，物联网技术的应用已经渗透到了各个领域，其中电力行业也不例外。

基于物联网的智能电力监测与管理系统正逐渐成为提高电力系统运行效率、保障电力供应可靠性以及实现节能减排的重要手段。

传统的电力监测与管理方式往往存在着数据采集不及时、不准确，难以实现远程监控以及无法对电力设备进行实时故障诊断等问题。

而物联网技术的引入则有效地解决了这些痛点。

物联网是通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。

在智能电力监测与管理中，物联网技术主要通过传感器、智能电表、通信网络以及数据分析平台等组件来实现其功能。

传感器是物联网系统中的“触角”，负责采集电力系统中的各种数据，如电压、电流、功率因数、温度等。

这些传感器分布在变电站、输电线路、配电设备等各个关键位置，能够实时感知电力系统的运行状态。

智能电表则不仅能够精确计量用电量，还可以将用电数据实时上传至管理平台，为电力用户和供电企业提供更加准确和详细的用电信息。

通信网络是物联网系统中的“桥梁”，负责将传感器和智能电表采集到的数据传输至数据分析平台。

目前，常用的通信技术包括有线通信（如以太网、电力线载波通信）和无线通信（如WiFi、蓝牙、ZigBee、4G/5G 等）。

不同的通信技术具有不同的特点和适用场景，需要根据实际情况进行选择和组合，以确保数据传输的稳定性和可靠性。

数据分析平台是物联网系统的“大脑”，负责对采集到的海量电力数据进行存储、处理和分析。

通过运用大数据分析、人工智能等技术，能够从数据中挖掘出有价值的信息，如电力设备的运行趋势、潜在故障隐患、用户的用电行为模式等。

基于这些分析结果，电力企业可以实现对电力系统的优化调度、设备的预防性维护以及制定更加合理的电价策略等。

基于物联网的智能电力监测与管理系统具有诸多优势。

首先，它能够实现对电力系统的实时监测和远程控制，大大提高了电力系统的运行管理效率。

2018.06近年来，南方电网努力践行“创新、协调、绿色、开放、共享”新发展理念和能源发展“四个革命、一个合作”战略思想，全力打造安全、可靠、绿色、高效的智能电网，积极服务清洁低碳、安全高效的能源体系构建，推动电网实现高质量发展，提升电网优质服务水平，为全面建成小康社会提供了坚强电力保障。

电力通信网作为支撑智能电网发展的重要基础设施，保证了各类电力业务的安全性、实时性、准确性和可靠性要求。

经过多年建设，35kV 以上的骨干通信网已具备完善的全光骨干网络和可靠高效数据网络，光纤资源已实现35kV 及以上厂站、自有物业办公场所/营业所全覆盖。

在配电通信网侧，由于点多面广，海量设备需实时监测或控制，信息双向交互频繁，且现有光纤覆盖建设成本高、运维难度大，公网承载能力有限，难以有效支撑配电网各类终端可观可测可控。

随着大规模配电网自动化、低压集抄、分布式能源接入、用户双向互动等业务快速发展，各类电网设备、电力终端、用电客户的通信需求爆发式增长，迫切需要构建安全可信、接入灵活、双向实时互动的“泛在化、全覆盖”配电通信接入网，并采用先进、可靠、稳定、高效的新兴通信技术予以支撑，实现智能电网业务接入、承载、安全及端到端的自主管控。

“4G 改变生活，5G 改变社会”。

作为新一轮移动通信技术发展方向，5G 把人与人的连接拓展到万物互联，为智能电网发展提供了一种更优的无线解决方案。

5G 时代不仅能给我们带来超高带宽、超低时延以及超大规模连接的用户体验，其丰富的垂直行业应用将为移动网络带来更多样化的业务需求，尤其是网络切片、能力开放两大创新功能的应用，将改变传统业务运营方式和作业模式，为电力行业用户打造定制化的“行业专网”服务，可更好地满足电网业务差异化需求，进一步提升了电网企业对自身业务的自主可控能力和运营效率。

经过南方电网、中国移动和华为前期的技术探讨，本白皮书基于智能电网的发展趋势给出了5G 网络在智能电网的方案建议，未来我们将继续深耕电力行业，使5G 能更好地在泛在接入、安全可靠、可管可控等方面助力智能电网典型业务应用，推动能源由粗放型管理向精细化转变，实现清洁能源替代和电能替代的核心战略落地。

2021年第24期信息与电脑China Computer & Communication网络与通信技术物联网技术及其应用研究陈金焰（福建省电子信息应用技术研究院有限公司，福建 福州 350003）摘 要：随着互联网技术的快速发展，物联网技术应运而生，已广泛应用在很多领域。

物联网技术作为互联网的延伸，拥有巨大的发展潜力，是提高我国长期竞争力的重要武器。

基于此，笔者重点探讨了物联网技术的概念及应用，希望能够为相关研究提供借鉴。

关键词：物联网；关键技术；应用中图分类号：TP391.41；TP183 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2021）24-201-03Research on Internet of Things Technology and ApplicationCHEN Jinyan(Fujian Electronic Information Application Technology Research Institute Co., Ltd., Fuzhou Fujian 350003, China) Abstract: With the rapid development of Internet technology, Internet of Things technology came into being and has been widely used in many fields. As an extension of the Internet, Internet of Things technology has great development potential and is an important weapon to improve China's long-term competitiveness. Based on this, the author focuses on the concept and application of Internet of Things technology, hoping to provide reference for relevant research.Keywords: Internet of Things; key technology; application0 引言物联网是通过前端的各种传感器装置与识别技术实时采集物体的各种信息，实现万物的互联互通及对物品和过程的智能化感知、识别和管理。