(国网淄博供电公司山东省淄博市255095)
摘要：能源供应压力不断增大和大量多种类型分布式能源不断接入给电力系统的经济运行、安全管理和应用服务提出了前所未有的挑战。国家电网有限公司提出了打造泛在电力物联网的构想，拟通过物联网技术赋予电力系统灵活感知、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，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。对泛在电力物联网的基本概念、主要特点、关键技术和典型应用进行说明与分析，在此基础上给出泛在电力物联网建设面临的主要挑战，为相关研究的深入开展提供有益的参考。
关键词：物联网；电力物联网；大数据；泛在电力物联网
引言
国家电网公司于2019年初提出了泛在电力物联网的概念。泛在物联是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息连接和交互。泛在电力物联网是泛在物联在电力行业的具体应用，是电力设备、电力企业、电力用户、科研机构等与电力系统相关的设备及人员之间的信息连接和交互；它将发电企业及其设备、电力用户及设备、电网企业及设备、供应商及其设备、设计院、科研单位等人和物连接起来，产生共享数据，为发电、电网、用户、设备供应商、科研、设计单位和政府提供服务；以电网为枢纽，发挥平台和共享作用，为电力行业和更多市场主体发展创造机遇，提供价值服务。通过应用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链、边缘计算等信息技术和智能技术，汇集各方面资源，为规划建设、生产运行、经营管理、综合服务、新业务新模式发展、企业生态环境构建等各方面，提供充足有效的信息和数据支撑。建设泛在电力物联网是社会和科技发展的必然。泛在电力物联网的提出受到了业界的广泛关注，尤其是信息及其相关产业。该概念涉及的内容包括了发电、输电、配电、用电等方面的技术问题和经济问题。
1物联网的基本概念
物联网的理念最早可追溯到1991年英国剑桥大学的特洛伊咖啡壶事件。1995年，比尔·盖茨在其撰写的《未来之路》一书中提到了物联网的构想，其中一些构想目前已成为现实，如数字网络电视、数字音乐产品、电子机票等。1998年，英国工程师KevinAshton首次提及了物联网的概念:“把所有物品通过射频识别(radiofrequencyidentification，ＲFID)等信息传感设备与因特网连接起来，实现智能化识别和管理。”2005年11月7日，国际电信联盟(internationaltelecommunicationunion，ITU)在信息社会世界峰会上发布了《ITU因特网报告2005:物联网》，正式提出了物联网的概念:“让每个目标物体通过传感系统接入网络，实现从随时随地的人与人之间的沟通连接，扩展到人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务。”随后，物联网技术得到了快速的发展。2008年11月，美国IBM公司总裁兼首席执行官彭明盛首次提出了“智慧地球”这一发展理念。2009年1月，美国奥巴马总统公开肯定了IBM“智慧地球”的思路。随后，日本、韩国、欧盟、新加坡等国家和地区也很快相继提出了相关的物联网发展计划，如图1所示。2009年8月7日，我国国家总理温家宝到江苏无锡物联网产业研究院考察时提出了“感知中国”的设想，开启了我国物联网产业发展的新纪元。
图1世界各国触网记录
2泛在电力物联网的关键技术
2.1异构网络平台的互操作性和无缝融合技术
由于被感知对象的特性不同，传感设备的种类呈现多样化，而在不同的应用环境下，对应的标识技术、通信技术和服务需求也存在着明显的差异，因此泛在电力物联网是一个典型的异构网络。网络的异构化造成了网络平台连接的复杂性。经过多年的发展，物联网在应用过程中已有很多连接标准，对应于物联网的3个普及任务，可以大致将现有的物联网连接标准分为3类:(1)与数据相关;(2)与通信相关;(3)与服务相关。对于电力系统来说，如果上述三类连接标准缺乏互操作性，则数据表示格式、数据分发机制和数据管理平台，即对应于泛在电力物联网运行的各个环节———信息感知、传递和处理都将面临挑战。要应对这些挑战必须开发和实施全面的连接标准，这对于实现泛在电力物联网物理域和虚拟域之间的互操作性和无缝过渡至关重要。因此，需要借鉴现有的物联网连接标准，进一步提出适用于电力系统应用环境的网络连接标准，以实现差异化传感设备之间数据、通信和服务的互操作性，以确保多种类型异构传感网络在电力系统各个应用领域中的渗透和无缝运行。
2.2新一代人工智能技术
专家系统、神经网络、模糊集合及启发式搜索算法等这些传统的人工智能技术在电力系统中早已得到了广泛应用。近年来，随着深度学习在图像领域的突破性进展掀起了人工智能新一轮的研究热潮。自2016年以来，美国、英国、法国等发达国家先后提出了推动人工智能发展的工作报告。我国也于2017年7月颁布了《新一代人工智能发展规划》，提出将新一代人工智能(newgenerationartificialintelligence，NGAI)作为国家发展战略之一。以高级机器学习理论、大数据、云计算为主要代表的NGAI技术，具有应对高维、时变、非线性问题的强优化处理能力和强大学习能力，为突破因分布式电源、分布式储能、电动汽车等多种新型能源高比例接入引起的电网复杂非线性、不确定性、时空差异性等挑战提供了有效的解决途径。如前所述，泛在电力物联网最大的价值在于服务终端用户，这要求物联网具有高度的智能性，能够满足不同用户的个性化、多样化的服务需求。如果说传感设备为电力设备提供了“耳、鼻、口”等“感觉器官”，使其能够实时感受到外界环境的变化并及时和人类沟通，那么人工智能则赋予了电力设备会思考的“大脑”，使其能够对感知到的信息进行计算和融合进而得出相应的结论上报给用户，甚至可以通过对实时信息和历史数据进行分析，提出长期的决策建议为用户服务提供参考。很多学者已经对NGAI在电力系统各个领域中的应用进行了深入地分析和探讨，如电力系统暂态问题、电力系统及综合能源系统中的应用。
2.3网络安全与可靠性技术
如前所述，电力系统关系到国计民生，泛在电力物联网必须具有极高的安全性和可靠性，因此提出有效的保证物联网安全和隐私的技术也是至关重要的。然而，由于未来泛在电力物联网环境中将不断有新设备甚至新人员的加入，这些“新兴事物”数量巨大且具有多样性、异质性和动态变化的特点，这就使得保证网络安全和隐私的任务变得更为复杂。关于安全问题，当前的重点是开发机器对机器(machinetomachine，M2M)网络协议，而不是将现有的通用网络通信直接应用于泛在电力物联网复杂的通信环境中。针对隐私问题，在传感器设备的分布式网络中，采集的数据必须通过固定或移动通信进行中继。在整个无线通信场景中，即数据在传感器设备中、在存储通信过程中以及在服务终端处理过程中，都必须保留隐私。
结语
总之，“坚强”与“智能”并重是我国能源互联网发展的内在要求和方向，而“坚强”和“智能”这两者本身就是相互促进的。因此，可以预见，承载数据流的泛在电力物联网与承载电力流的坚强智能电网必将相辅相成、融合发展，形成强大的价值创造平台，共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。
参考文献:
[1]李勋，龚庆武，乔卉．物联网在电力系统的应用展望［J］．电力系统保护与控制，2010，38(22):232-236．
[2]陈树勇，宋书芳，李兰欣，等．智能电网技术综述[J]．电网技术，2009，33(8)：1-7．