5G助力电力物联网：网络架构与关键技术

电力物联网（electricity internet of things, EIoT）作为物联网和智能电网的结合,能够有效整合各类通信设备以及电力资源,提高电网信息化水平及现有设备利用率,并为建设具备全面感知、高效应变、灵活处理的智慧能源互联网提供了典型范例。第5代移动通信（the fifth generation mobile communication network,5G）具备“高速率、高容量、高可靠性、低时延与低能耗”的特点,其关键技术能够满足电力系统“海量设备接入、海量电力数据传输、电网极高可靠性、灵活协同响应、设备寿命持久”的需求,因此将5G通信技术与电力物联网进行深度融合已成为下一步研究与发展的重点。首先概述了电力物联网的基本概念,并结合5G通信技术的特点,提出了基于5G的电力物联网总体架构;然后分析总结了现有5G关键技术及其在物联网中的应用,最后对5G通信技术和电力物联网融合的未来研究趋势进行展望。     

基于泛在电力物联网的V2G技术综述

伴随着电网复杂程度的不断提升,传统电网、新能源、电动汽车等不同应用场景"泛在"融合,组成了泛在电力物联网。提出一种将电动汽车与电网泛在互联的智能储能技术,利用其能量可双向调节的特点,凭借泛在电力物联网大数据技术开发出电e宝平台,并对V2G技术与泛在电力物联网深度融合的商业运营模式进行了探讨。     

泛在电力物联网在智能配电系统应用综述及展望

构建泛在电力物联网作为支撑建设坚强智能电网以及能源互联网的重要内容，对保障电网弹性安全运行、实现异质能源友好接入、服务用户精细化用能具有重要意义。配电网作为电力系统连接产－销两端关键中间环节，依靠泛在电力物联网技术将全面提升其深度感知与精细控制能力，促使配电网由传统的“源→荷”单向供能模式向“源荷”双向能量流动模式转变，并赋予配电网能源数据共享、服务提供的新型角色。文章从泛在电力物联网基本概念、体系架构、典型功能、关键技术，以及泛在电力物联网在配电系统中的典型应用等方面进行综述，并对泛在电力物联网未来的发展和挑战进行讨论。     

5G通信与泛在电力物联网的融合:应用分析与研究展望

泛在电力物联网是物联网在电力行业的一种具体表现形式,是互联互通的电力网与通信网深度融合的产物,是实现能源互联网的重要举措。第五代移动通信(5G通信)因具有高带宽、低时延、低功耗等优势,受到各行各业青睐,也将于泛在电力物联网深度融合。基于此,探讨了5G通信技术与泛在电力物联网的深度融合,深入分析了5G通信在泛在电力物联网中的应用场景,总结了5G通信支撑泛在电力物联网关键技术;鉴于未来5G通信网基站密集,能耗可观,进一步还研究了泛在电力物联网下5G通信网的能量管理机制,以及两者产能用能的协调互动;最后,对未来5G通信与泛在电力物联网的融合研究进行了展望。     

智能电力物联网功能架构体系设计及创新模式探讨

电力物联网是实现电力系统和能源互联网的核心链接纽带,从而支撑能量流、信息流、业务流和价值流的有机融合。尤其在大数据、人工智能及能源革命发展大趋势下,为推动电力物联网科学合理智能化建设和技术发展,文章对智能电力物联网功能架构体系及创新模式进行了探讨。首先,从信息物理融合角度,提出了智能电力物联网的基本概念及建设目标,核心是智能一次物理系统与智能二次信息系统的深度融合。其次,详细阐述了智能电力物联网功能架构,主要包含物理层、感知层、网络层、平台层、应用层和交互层。进而,提出了智能电力物联网的技术体系,分别从一次物理设备智能化、二次信息系统智能化和业务应用智能化3个层面展开了关键技术阐述。最后,给出了智能电力物联网协同创新及生态圈建设模式。文章为智能电力物联网的标准化及规范化建设,提供了一定的参考和建议。     

智能电网中的物联网技术应用与发展

随着智能电网与"互联网+"技术的深入融合和发展,物联网技术在智能电网建设中的应用成为近年来研究的热点。首先介绍了物联网技术的概念,总结了当前物联网技术在电力系统源侧、网侧和荷侧等三个方面中的主要应用。在此基础上,从传感器、通信、云/边缘计算三个方面对物联网领域关键技术特点及其发展趋势进行了分析,进而提出了未来物联网技术在智能电网数据采集、通信和计算处理方面的优势与应用前景。最后,从物联网技术与智能电网深度融合的角度,阐述了智能电网的发展愿景。     

深度学习在泛在电力物联网中的应用与挑战

泛在电力物联网是智能电网发展的高级应用形态,对电网的数据处理能力和计算能力提出了更高的要求。近年来,深度学习技术取得了突破性的进展,为泛在电力物联网的实现与发展提供了强大的支撑。基于此,总结了现有深度学习模型的主要组成及技术特点;从泛在电力物联网应用的技术需求出发,综述了深度学习在数据处理、边缘计算以及态势感知方面的技术特点与应用场合;基于泛在电力物联网应用的典型场景,深入分析了深度学习在泛在电力物联网中的具体应用,为泛在电力物联网的建设与研究提供参考。     

电力物联网数据传输方案:现状与基于5G技术的展望

当前,电力物联网作为电力行业向能源互联网发展革新的过渡形态,在监控、管理等方向面临着新时代数字化变革.现有数据传输方案应对变革乏力,急需引入先进的数据传输方案作为数字化先导,引领并完善电力物联网的建设.第五代移动通信技术(5G)因具有带宽、时延、传输速率等性能指标上的优势,受到了各行各业青睐,在未来也被期望能够与电力物联网深度融合,应对发展挑战.为此,该文以电力物联网数据传输方案为研究对象,首先阐述了电力物联网建设完善过程中数据传输的重要性,通过梳理电力物联网构架,分析了其中的数据传输网络,将数据传输方案应用场景划分为采集、控制和电力业务信息传递三大类;然后,以此为据,梳理、讨论了现有数据传输方案在电网中的应用现状,并结合当下数字化变革分析了电力物联网对数据传输方案的新需求;随后,从5G技术特征出发,分析了5G技术在电力物联网中的适用性,并对其在电力物联网中的研究现状进行了概述;最后,指出5G技术在电力物联网中应用将会面临的挑战,并展望了电力物联网数据传输方案将承载多元化的海量信息和以一体化通信架构发展的趋势,以期为电力物联网的深入研究和实践提供参考.     

面向电力行业的物联网平台设计及应用

物联网已经从概念阶段发展到规模化落地应用阶段,业界普遍认为平台化是物联网产业发展的关键环节。随着电力物联网规模的不断发展和采集数据的累积和增加,建设电力物联网平台有利于进一步推动数据跨专业融合、信息深度共享和精准用户服务。文章提出了一种开放式电力物联网平台的设计方案,包括平台的整体架构、核心功能,以及关键技术路线等,并探讨了电力物联网平台的典型应用场景。电力物联网平台向下可实现终端统一接入,赋能智慧终端,向上可支撑平台共享,实现数据和业务融通,促进电力业务各环节状态全感知、业务全穿透、信息融合和智能决策。     

泛在电力物联网释义与研究展望

能源互联网是以电力能源为中心,多种能源协同,消费协同,集中式、分布式协同,大众广泛参与的新型生态化能源系统,主要表现为坚强智能电网与泛在电力物联网深度融合。其中,泛在电力物联网还处于起步阶段,是能源互联网建设的关键一步。泛在电力物联网的建设对提升用户体验、提升电网运营水平、促进新能源消纳和培育新兴业务有明显的积极意义。从物联网概述、泛在电力物联网特征、支撑泛在电力物联网的关键技术以及典型应用场景几个层面对泛在电力物联网进行释义,最后对泛在电力物联网的发展进行了分析和展望。     

面向城市能源互联网的电力物联网内涵、架构和关键技术

电力物联网是保障电力系统安全可靠、经济高效运行的重要基础,也是支撑城市能源互联网的基础平台。为此,文章对面向城市能源互联网的电力物联网内涵、架构和关键技术进行了深入探讨和分析。首先,梳理和分析了城市能源互联网和电力物联网的区别,并指出了面向城市能源互联网的电力物联网内涵;其次,分别提出了面向城市能源互联网的电力物联网的体系架构、物理架构和系统架构;最后,结合现有的“云大物移”、电力光纤入户、“四网融合”和“三表集抄”等技术,从信息化和通信化2个角度阐述了面向城市能源互联网的电力物联网关键技术内容及其现存的不足,以期为未来城市能源互联网的发展和研究提供一定的借鉴。     

面向电力物联网的含可再生能源配电网运行展望

目前,电网缺乏对分布式能源及其所接入低压配电系统的有效量测,难以分析可再生能源大规模接入给配电网运行带来的显著不确定性。电力物联网技术可突破传统量测方式的瓶颈,应用于含可再生能源配电网的多级协调运行及可再生能源广域消纳。面向电力物联网的建设,阐述了可再生能源的状态感知、数据采集与处理过程。然后,利用物联网感知信息,从用户侧能量管理、分布式能源集群控制、配电网多时间尺度优化运行、综合能源系统运行等方面,构建了基于电力物联网平台的含可再生能源配电网运行方式框架。最后,对电力物联网在可再生能源系统中的预期应用效益进行了分析。     

能源互联网背景下5G网络面临的挑战

能源互联网需要将能量流和信息流进行耦合,建立全新的能源体系,分析现有的能源互联网架构及对信息通信技术的需求,结合目前5G网络的研究现状和发展趋势,阐述5G网络在能源互联网背景下面临的大规模传感器接入和组网技术、分布式能源管理、面向能源互联网的应用架构以及网络体验质量(quality of experience,Qo E)和信息安全4个方面的挑战。能源互联网是一次重大的能源变革,信息通信技术是实现能源互联网的关键技术之一,综述能源互联网背景下5G网络面临的挑战,为未来能源互联网中信息通信技术的应用指明方向。     

泛在电力物联网关键技术探讨

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。     

泛在电力物联网智能感知关键技术发展思路

智能感知是泛在电力物联网的数据入口,在泛在电力物联网建设中扮演着极其重要的角色。该文通过抽象化泛在物联网的信息论表述,量化比较了泛在电力物联网在数据传输容量上的优势,综合估算了智能感知网络规模,预测需要在此基础上解决海量异构多源数据融合、信息安全防护等问题。探讨了泛在电力物联网边缘算法的可分解性与下沉系数,定义了描述边缘算法可分解程度的范式,举例电力常用算法在泛在物联网边缘分解后的计算效率。讨论了智能感知在时空、类型、准确度的信息增益,以此为数学前提分别叙述了泛在电力物联网智能感知技术在通信网络、边缘计算、深度感知3个维度的发展思路,在此基础上讨论了泛在电力物联网的实际应用场景。     

物联网技术在通信管理系统中的应用研究

物联网技术作为互联网技术发展新的应用形态,已渗透到各个领域.文章通过引入物联网技术,充分利用物联网在网络末梢环节的感知优势,实现传感网、终端通信接入网和骨干网的无缝衔接,从而全方位地提高电力通信网络信息感知的深度和广度,为电力系统的智能化及信息流、业务流、电力流的融合提供高可用性支持.文章通过对物联网技术的研究,探讨了物联网在通信管理系统中的应用场景,提出了基于物联网技术的通信管理系统设计与实现方案.     

电力物联网：数据科学视角及商业模式

当前电力(能源)系统正在向数字化转型,电力物联网的建设进入新阶段。大量感知设备和智能终端接入电力物联网,在电力系统内部和外部产生并积累了大量的数据。特别是电力系统的用电数据蕴藏巨大的价值,内含丰富的社会经济信息。针对用电数据,电力物联网有着多种可能的商业模式。介绍了电力物联网的3重涵义,结合电力物联网中不同类型用电数据的来源阐述其背后的信息,探讨信息/数据融合的理论与技术,并指出数据驱动下电力物联网商业模式的关键问题和具体业务,最后分析了电力物联网数据服务所面临的挑战。