隨著能源革命的深入推進和數(shù)字經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,構(gòu)建覆蓋電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”已成為實現(xiàn)電網(wǎng)智能化、提升能源效率與安全的關鍵路徑。感知技術與網(wǎng)絡技術作為其兩大核心支柱,共同構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)末梢”與“傳輸動脈”,其技術框架的構(gòu)建與應用布局的規(guī)劃,直接決定了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的感知深度、覆蓋廣度與響應速度。
一、 感知技術框架:構(gòu)建全面精準的“感官系統(tǒng)”
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的感知層旨在實現(xiàn)對電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配、用各環(huán)節(jié)以及周邊環(huán)境狀態(tài)的全息感知與數(shù)據(jù)采集。其技術框架呈現(xiàn)出多層次、多維度、智能化的特征。
- 感知對象與維度:感知范圍從傳統(tǒng)的電氣量(電壓、電流、功率、電能質(zhì)量)極大擴展,涵蓋了設備狀態(tài)量(溫度、振動、局部放電、機械特性)、環(huán)境參量(氣象、地理、山火、覆冰)、業(yè)務數(shù)據(jù)(用戶負荷、分布式能源出力、電動汽車充電狀態(tài))以及視頻圖像信息,形成“電氣-物理-環(huán)境-業(yè)務”的全景數(shù)據(jù)視圖。
- 感知終端技術:
- 新型傳感器技術:向微型化、低功耗、集成化、智能化方向發(fā)展。如基于MEMS技術的微型傳感器、光纖傳感技術(用于溫度、應力、振動監(jiān)測)、無線無源傳感器(如聲表面波傳感器)等,滿足復雜惡劣環(huán)境下的長期可靠監(jiān)測。
- 智能感知終端:終端設備具備邊緣計算能力,能夠?qū)υ紨?shù)據(jù)進行本地預處理、特征提取與智能辨識(如故障預警、設備缺陷識別),實現(xiàn)“感算一體”,有效減輕網(wǎng)絡傳輸與云端處理壓力。
- 融合感知技術:采用多傳感器信息融合算法,綜合多種傳感數(shù)據(jù),提升狀態(tài)評估與事件識別的準確性與可靠性。
- 框架層次結(jié)構(gòu):感知技術框架通常可分為物理感知層、數(shù)據(jù)匯聚層和邊緣處理層。物理感知層由海量傳感器節(jié)點構(gòu)成;數(shù)據(jù)匯聚層通過集中器、網(wǎng)關等設備對局部區(qū)域數(shù)據(jù)進行聚合與協(xié)議轉(zhuǎn)換;邊緣處理層則在靠近數(shù)據(jù)源的網(wǎng)絡邊緣側(cè)提供實時分析、過濾與決策支持。
二、 網(wǎng)絡技術研究:打造高速可靠、融合泛在的“神經(jīng)網(wǎng)絡”
網(wǎng)絡層負責將感知數(shù)據(jù)安全、可靠、實時地傳輸至平臺層,并傳達控制指令,是連接感知與應用的橋梁。其研究重點在于滿足電力業(yè)務差異化需求,實現(xiàn)多種網(wǎng)絡的融合與協(xié)同。
- 接入網(wǎng)技術:針對海量、異構(gòu)、廣域的終端接入場景,研究多種技術融合的異構(gòu)接入體系。
- 電力無線專網(wǎng)(如LTE-G, 5G切片):滿足配電自動化、精準負荷控制等業(yè)務對高可靠、低時延、大連接的需求,尤其在公網(wǎng)覆蓋薄弱或安全性要求極高的區(qū)域。
- 新型光纖網(wǎng)絡:基于OPGW、ADSS等電力特種光纜,構(gòu)建高速骨干通信網(wǎng),并研究光纖到戶(FTTH)、無源光網(wǎng)絡(PON)技術在配電通信網(wǎng)末端的延伸。
- 低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN):如HPLC(高速電力線載波)、RF(無線微功率)、LoRa等,適用于智能電表、環(huán)境監(jiān)測等低速率、大規(guī)模終端的數(shù)據(jù)回傳。
- 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng):作為補充手段,為偏遠地區(qū)電力設施、輸電線路巡航等提供通信保障。
- 承載與核心網(wǎng)技術:研究基于IP化、軟件定義網(wǎng)絡(SDN)和網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)的柔性電力通信網(wǎng)架構(gòu)。通過SDN實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的集中管控與靈活調(diào)度,通過NFV將網(wǎng)絡功能與硬件解耦,提升網(wǎng)絡部署的敏捷性與可擴展性,以支持不斷涌現(xiàn)的新型電力業(yè)務。
- 網(wǎng)絡融合與協(xié)同:研究異構(gòu)網(wǎng)絡(有線與無線、寬帶與窄帶、公網(wǎng)與專網(wǎng))的統(tǒng)一管理、智能切換與協(xié)同傳輸機制,確保業(yè)務在不同網(wǎng)絡環(huán)境下無縫銜接,優(yōu)化整體網(wǎng)絡資源利用效率和傳輸可靠性。
- 網(wǎng)絡安全技術:貫穿網(wǎng)絡各層次,研究適用于電力物聯(lián)網(wǎng)的輕量級加密認證、入侵檢測、邊界防護、安全態(tài)勢感知等技術,構(gòu)建主動免疫、縱深防御的安全體系。
三、 應用布局:驅(qū)動電網(wǎng)業(yè)務智能化升級
感知與網(wǎng)絡技術的深度融合,最終服務于多樣化的電力物聯(lián)網(wǎng)應用,其布局需緊扣電網(wǎng)核心需求與發(fā)展戰(zhàn)略。
- 源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動:通過廣域部署的感知終端與高速通信網(wǎng)絡,實時感知源、荷、儲資源狀態(tài),支撐新能源高比例消納、虛擬電廠聚合調(diào)控、需求側(cè)響應等高級應用,提升電網(wǎng)靈活性與韌性。
- 電網(wǎng)運維智能化:實現(xiàn)輸電線路無人機/機器人智能巡檢(結(jié)合圖像、激光雷達感知)、變電站及配電設備狀態(tài)全景監(jiān)控與預測性維護,變“定期檢修”為“狀態(tài)檢修”,大幅提升運維效率與安全性。
- 客戶服務優(yōu)質(zhì)化:基于智能電表高級量測體系(AMI)和雙向互動網(wǎng)絡,提供精準的用電信息查詢、能效分析、故障主動上報與搶修等服務,提升客戶體驗。
- 新興業(yè)務孵化:支撐分布式能源交易、電動汽車智能充電、智慧能源小區(qū)/園區(qū)、綜合能源服務等新業(yè)態(tài)、新模式的發(fā)展,構(gòu)建開放共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。
###
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的感知技術框架與網(wǎng)絡技術研究是一個系統(tǒng)性、持續(xù)演進的工程。隨著人工智能、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等技術與感知網(wǎng)絡的進一步融合,感知將更加智能,網(wǎng)絡將更加自治,從而推動電力系統(tǒng)向更加安全、高效、清潔、互動的方向深刻變革。其應用布局也需堅持“需求導向、統(tǒng)籌規(guī)劃、迭代發(fā)展”的原則,分階段、分重點地推動典型場景的示范與規(guī)模化應用,最終實現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)價值的全面釋放。
如若轉(zhuǎn)載,請注明出處:http://www.hanhjd.cn/product/59.html
更新時間:2026-01-08 09:20:53