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电力物联网:标准化加速力促生态圈成熟

电力物联网是一个通过新的传感技术和ICT技术来实现识别、感知、互联与控制电网基础设施、人员和所在环境的网络系统。其实质是实现各种信息传感设备与通信信息资源(互联网、电信网和电力通信专网)的结合,从而形成具有自我标识、感知和智能处理能力的物理实体。实体之间的协同与互动可使有关物体相互感知和反馈控制,从而形成一个更加智能的电力生产和消费体系。

随着分布式电源和电动汽车等的快速发展,以及新ICT技术向电力行业渗透加深,电力物联网将实现电能、信息和业务的同步双向互动,而用电环节则将呈现发电主体与电力用户融合交互的特点。在未来的四表合一、输电线路状态监测、线路巡检、配/用电智能化、新能源接入,以及售电改革等方方面面,电力物联网都将发挥革命性的作用。

电力物联网生态进一步成熟

终端侧,百花齐放显价值

目前,世界各国的电网公司都已经踏上了电力物联网应用的探索之路,电力物联网已成为电力公司智能化与信息化规划的重要组成部分。在中国,国网公司已经在小范围内对电力物联网进行了一系列有益的尝试,比如在智能小区采用“智能插座+无线组网”的方式对家庭用电设备进行用电情况统计,并实现对全屋家电的无线遥控;在高压变电站通过无线自组网实现了变电站综合实时监测,从而减少了设备因环境条件变化而引发的故障等。此外,华为海思基于电网复杂环境推出了适用于配网和用电侧的宽带载波芯片解决方案;在海外,美国高通等公司也推出了适用于电力物联网的通信芯片解决方案。

网关侧,融合接入成主流

随着当前新ICT技术、传感技术和控制技术日新月异的发展,对前端信号传感与处理的要求也越来越高,更多需要数据传感与控制器协同、多网络传输方式兼容,以及信息处理与智能反馈结合。在此需求下,由多制式融合网关完成前端信号的智能处理成为最佳选择,“融合”已成为今后技术发展的主流和趋势。

结合电力物联网共性技术和电力生产各环节不同的技术需求,融合型网关将通信接口和协议融合,实现融合接入、融合通信和融合计算。多制式融合网关可以在安全监测、生产控制、用户交互和资产管理等多个领域进行定制化应用。在安全监测领域,输电线路在线监测、远程巡线和AR辅助检修等正在逐步推广;在生产控制领域,就地化保护和变电站环境综合监控等均得到广泛运用;在用户交互领域,融合网关越来越多地被使用在AMI和智能客服等方面;而在资产管理领域,在设备全生命周期管理和库房监管等方面也在使用融合网关。由此可见,在未来的电力物联网中,融合网关将处于核心地位。

通信侧,百家争鸣难统一

在物联网通信技术方面,目前除了IPv6+MESH外,还有LoRa、SigFox、NB-IoT、RFID和PLC等众多选择,真可谓是百家争鸣,但这也使得电力物联网建设的决策者们难免雾里看花、难以抉择。这些技术的应用经验和研发能力正在逐步增强,技术也在逐步发展成熟,但仅从技术角度来看,还没有一类技术能够实现全部指标领先并占据压倒性优势。以NB-IoT为代表的授权频谱技术和以LoRa为代表的非授权频谱技术的竞争并非一场你死我活的争斗,两者将互补共存,共同完善物联网的网络层,助力电力物联网的建设。

应用侧,新ICT大势所趋

为了确保电力系统的合理运行、调度和维护,使电力系统的内部网络更加完整,云计算技术被逐渐应用于电力系统中。对于智能电网而言,充分利用云计算技术和大数据分析,对电力系统的发电、变电和用电等环节的数据采集、存储和传输等过程进行不断优化,最终可使系统达到智能化的数据采集、自动化的生产,以及信息化的经营管理等目标。

比如,利用智能云来拆分电力系统内网中庞大的计算量,使其形成比较小的计算块,然后交由多台服务器来进行处理,并向客户反馈处理后的结果,可以实现在极短的时间内、对海量信息进行智能化、集约化的处理;利用云计算和大数据分析对整个电力系统中海量智能终端设备采集到的运行数据进行系统的处理和分析,可以实现对电网的实时监控;进一步地,结合大数据分析与电力系统模型,还可以对电网运行状态进行诊断、优化和预测,为电网安全、可靠、经济和高效运行提供保障。

云计算、大数据分析等新ICT技术必将激活电力大数据中蕴含的价值,也必将释放电力大数据的市场潜力。根据GTM Research的研究分析,到2020年,全球电力大数据管理系统的市场规模将达到38亿美元。

电力物联网技术标准化进程加快

2016年6月,备受瞩目的NB-IoT标准冻结,其规模化商用的基础终于落实,业界普遍认为2017年将是NB-IoT网络商用元年;2016年9月22日,华为的宽带载波技术也获得了IEEE的正式授权,进入IEEE P1901.1标准,目前标准化工作和生态圈建设都在稳步推进中。

目前,电力物联网的标准化已经受到广泛关注,各国家和各相关企业都在努力推进其进程,多个国家和组织在推动成立物联网产业标准联盟……这些努力最终都将促进电力物联网产业的技术研发与技术标准更紧密地结合,充分利用产业链各成员的资源和优势,促进电力物联网生态圈的加速成熟。

电力物联网驱动整个ICT产业发展

综上所述,智能电网建设将成为拉动我国物联网产业,甚至整个ICT产业发展的强大驱动力,并有力影响和推动其它行业的物联网应用和部署进度,进而提高我国工业生产、行业运作和公众生活等各个方面的信息化水平。

未来,基于融合计算和边缘计算的融合通信网关、实现多种云与大数据技术的协调统一将是大势所趋;同时,随着变电站、线路和配网控制系统的进一步数字化和智能化,大量的数据需要更可靠的通信技术,比如光网络、RF和工业以太网等向中高压侧系统延伸;此外,随着智能电网的快速发展,电力系统的成本中心也将快速向ICT聚拢,比如在南方电网的配网自动化建设中,智能设备和ICT投资的占比就已经突破了40%。

电力物联网的未来将基于新ICT技术与传感及储能技术的发展,其标准化将为未来整个生态链的健康发展奠定坚实的基础,华为将与合作伙伴一道推动电力物联网大步向前。

2016年行业大事件盘点:电力

  • 3月30~31日,以“全球能源互联网:以清洁和绿色方式满足全球电力需求”为主题的2016年全球能源互联网大会在北京举行,全球能源互联网发展合作组织由中国国家电网公司独家发起成立,华为技术有限公司是理事会成员中唯一的ICT领域厂商。
  • 11月7日,中国国家发改委、国家能源局召开新闻发布会,对外正式发布《电力发展“十三五”规划(2016~2020)》。这是时隔15年之后,电力主管部门再次对外公布电力发展5年规划。
  • 11月15~17日,第18届欧洲国际表计、电力能源及智能电网展在西班牙巴塞罗那举行。
  • 11月15~16日,IEEE P1901.1第一次工作组全体会议在深圳顺利召开,华为提交的《IEEE P1901.1标准草案v0.1》提案被接受为标准草案的0.1版本,正式开启PLC-IoT技术的国际标准化进程。
  • 11月23~24日,第13届西非(尼日利亚)国际电力展(West Africa Power Industry Convention,WAPIC)在尼日利亚拉各斯举行。

陈彩林/文

华为企业BG能源系统部解决方案总监