物聯網的力量將決定電力行業的未來

2017-09-28 11:33:25 華為　點擊量：評論 (0)

:2008年，互聯網連接物的總數，第一次超過了全球人口數量。到2020年，互聯網預計將會連接500萬設備。在這個萬物互聯(物聯網)的時代，電力行業將扮演怎樣的角色?智能電表和智能電網技術，已經和眾多的物聯網設備融

:2008年，互聯網連接“物”的總數，第一次超過了全球人口數量。到2020年，互聯網預計將會連接500萬設備。在這個萬物互聯(物聯網)的時代，電力行業將扮演怎樣的角色?智能電表和智能電網技術，已經和眾多的物聯網設備融為一體，為建設電力物聯網服務。

這些技術已經為電力機構和消費者帶來了實實在在的好處。智能電網如今通過網絡和設備來高效傳輸數據，但是未來的物聯網真的就是把設備連接到一起這么簡單么?

除了智能以外，現代化的電網還需要主動，就是說實時響應必須成為電網的一種內化的能力。如今，測量和電網系統收集大量的數據，并且在后端環節加以利用。主動電網充分利用數據進行現場實時調整，通過IoT的力量來提高工作效率，為電力機構和社區創造更多的價值。

IoT：通向智能電網之路

物聯網本質上是一系列的技術和相關的業務流程，這些技術和流程為電力設備帶來了互聯互通的能力，讓這些設備可以將自身的狀態信息傳遞給其他的系統，而用戶可以對這些狀態信息加以利用，發掘出更多的價值和機會點。在電力行業，物聯網技術的應用緊隨技術發展的趨勢。電力公司很少嘗試最新的技術，但卻熱衷于使用成熟技術來優化資產管控，提升安全型，控制電網，預防停電事故。SCADA和AMI是IoT在電力行業的兩個典型應用。

SCADA(數據采集與監視控制系統)：物聯網在行業內的發展可以追溯到20世紀50年代，那時的電力公司使用SCADA系統來對遠端發電和電力傳輸系統進行集中化監控。在SCADA系統中，傳感器和制動器由中央主單元控制，通過人機接口提供用戶界面，采集帶有時間戳的數據，供后端系統分析使用。

AMI(高級計量體系)：AMI是一套雙向通信系統，連接電力公司和用戶端的智能設備。其主要模塊包括家庭網絡，家庭顯示終端，能源管理系統，智能電表，通信網絡，數據管理系統等，AMI系統如今在智能電網中扮演著重要的角色。

計算，數據庫和分析工具的不斷進步為預測和指定分析應用帶來了快速發展，使商業機構和消費者可以對SCADA，AMI，以及其他物聯網設備生成的大量數據量加以利用。

ADMS(先進分銷管理系統)是一種物聯網技術，解決方案供應商正在大力發展這種技術，以實現態勢感知。一套ADMS系統就是一個集成的軟件應用，這個應用充分利用已有的和新出現的技術來建立一套集中化的監控系統。這套監控系統使用各種內置的子系統和分布式資源來保證業務可靠性，識別現代電網中的不可控因素，保護資產及人身安全。ADMS幫助智能電網充分發掘三大價值循環驅動中的潛力，在智能電網中扮演至關重要的角色。

物聯網應用幫助電力機構提升效率和業績，為電力機構帶來了新的發展機遇。

1. 通過傳感器收集數據，提升電網彈性。

2. 通過數據分析，幫助電力機構主動管理資源。

3. 通過改善現有電網，使所有利益相關方都可以有針對性地進行發電和用電決策。

通過這三個階段，IoT提供了一系列指標，確保電力機構不僅僅可以在這個新的競爭環境中生存下去，并且可以實現蓬勃發展。此外，能源價值鏈的核心環節是輸配電(T&D)網絡，T&D網絡在實現物聯網應用方面至關重要。

現在，智能電表可以直觀且持續地感知到它們與電網中其他設備(例如饋線，電路，相位，變壓器，分布式發電，其他儀表)之間的關系。這種感知是通過對網絡中各種電網設備電氣特性的連續監控和算法解釋來實現的。這種持續的自我感知為智能電網應用開辟了一條全新的道路。而如果沒有可靠，持續更新的連接模式，這些應用就沒有實現的可能。

物聯網為電力機構帶來一場革命：

通過全面采用智能電網，電力機構已經走到了物聯網革命的前沿。電力機構的客戶們要求更多地了解和控制他們的能源使用，政府正在推動更清潔的能源計劃。可靠性和安全性至關重要，這一點從來沒有變過。分布式發電的集成要求電網運營更加透明可見，并且要求電力機構對局部電網干擾提供更加快速的響應。負荷模式正在轉變，(在一些國家)基礎設施日益老化。無數技術進步為電網管理提供了激動人心的新解決方案，同時物聯網設備的智能互聯為電網帶來了更多的增強功能。

˙ 自愈網絡及自動化

˙ 智能資產管理和應用

˙ 停電及故障管理

˙ 物聯網安全

從設計上來講，傳統的身份管理平臺被僅支持URL授權策略，沒有能力解決物聯網獨特需求。今天，Identity Platform提供了新的通用授權功能，保護物聯網設備和資產。例如，酒店住戶打個電話就可以解鎖自己房間的房門。通過通用授權，用戶可以通過自定義操作來定義具體的資源類型或“事物”，構建特定的解決方案策略。

電力公司正在對物聯網技術進行大手筆的投資，覆蓋從發電到電力銷售的各個環節。在能源部門，關鍵參與者正在選擇智能資產來加強智能電網內外部的互動。決策的主要依據是電力公司需要實現的一系列目標，包括：提高設備的整體效能和可靠性，降低質量和合規成本，改善客戶服務，以及提高創新回報。

電力機構要管理的網絡將更加復雜，而且這些網絡很有可能會混合使用多種不通的技術技術。為了應對網絡帶來的挑戰，他們需要更加高級的人工智能，來快速，經濟地為非移動運營商以及云供應商量身定制服務，并且不會產生巨大的開銷。等業務逐漸成熟以后，電力機構還可以在本區域內為其他行業和企業公司提供服務。

與任何行業革命一樣，物聯網將在能源行業迅速掀起一場變革。這場變革的形式將會十分多樣，以至于我們現在根本無法對這場變革進行全面的討論。能源物聯網無疑將會給電力行業帶來前所未有的沖擊，從智能建筑和城市基礎設施，再到能源民主化和可再生能源，世界能源供應和分配體系將實現高度敏感和精細的控制，而這種變化在幾年前看，幾乎是難以想象的事情。社區將以前所未有的方式進行互聯，能源系統會被進一步優化以實現大范圍的節能減排。總之，物聯網是能源革命的未來。

另外，物聯網支持電網的數據網絡，能夠將多種新的物理設備連接到電網，包括屋頂太陽能，電動汽車，家庭能源電池，智能電表，智能溫控器和智能電器等。本地配電網將變成動態，雙向和多方的能源市場，而不是之前的單向能源供應系統。

但是配電網絡設計時并沒有考慮到這些新設備，將如此多的設備連接到電網可能導致配電業務混亂。而客戶還是希望得到安全，可靠，經濟實惠且越來越可持續的能源服務。

由于軟件定義網絡和通信技術的進步，以及計算能力及計算資源性價比的進一步提升，電力機構現在可以部署更加強大的智能電網技術平臺，并且利用這一平臺協調各種并網設備之間的分析和操作，解決關鍵業務挑戰。對于傳統電網來說，這是不現實，或者不劃算的。

擁有了強大的處理能力和存儲器，智能電表和電網傳感器可以組成統一的軟件和計算平臺，支持多種通信和應用協議。此外，端點中的強大的處理能力，以及先進的軟件定義通信技術也為電力機構解決關鍵連接和通信性能挑戰鋪平了道路，對于部署單一通信網絡的電力機構來說，這些挑戰已經造成了太多的困擾和損失。通信模塊現在將RF網絡，電力線載波(PLC)和Wi-Fi通信組合在同一芯片組上。這使得能夠基于網絡操作條件，數據屬性和應用需求動態和連續地選擇最佳通信路徑和最適當的頻率調制。該新平臺還提供點對點和本地廣播通信功能，使得邊緣設備可以單獨交談或與選定的設備組通信，以支持新的分布式分析用例。

然而，到目前為止，分裂和不確定性尚未得到滿足。雖然設備，連接，平臺和架構的選項令人不安的一系列變得可用。安全性，可靠性和隱私問題尚未解決，商業模式和監管制度也是如此。物聯網中的所有參與者和利益相關者都面臨著未來發展的關鍵決定。現在是時候重新思考技術戰略，商業模式和產品設計的基礎，也讓監管者等參與辯論。

使用許可的運營商頻譜，帶內，保護頻段和獨立部署的所謂窄帶物聯網或低功率寬帶(LPWA)網絡預計將在連接一系列需要設備的設備方面發揮重要作用低移動性，低功耗和低成本。新技術旨在為難以到達的場所提供深度覆蓋，支持大量低吞吐量，超低成本設備，低設備功耗和優化的網絡架構。

NB-IoT是使用許可運營商頻譜，帶內，保護頻段和獨立部署部署低功耗寬帶(LPWA)網絡的新興行業解決方案，預計將具有全球規模。新技術旨在為難以到達的場所提供深度覆蓋，支持大量低吞吐量，超低成本設備，低設備功耗和優化的網絡架構。將會有高數據價值的應用，具有商業上可行的連接到主電源，幾乎肯定會有利于NB-IoT技術，并且將有大量的功率敏感，低數據價值的應用，其中LPWAN技術提供了令人信服的理由。今天，存在的相對較少的LPWAN網絡通常不會受到容量限制。目前，連接到這些設備的設備通常處于試用模式，正在測試范圍和功能等方面。但是，如果數以億計的設備的預測甚至遠程正確，那么隨著設備數量的迅速增長，未來幾年將會有所改變。基站可以在任何時候連接成千上萬個設備，就像iPhone刺激數據緊縮一樣，我們可以看到新興網絡上的“機器緊張”。

第一市場預測說，2025年11%的連接將使用低功率寬帶(LPWA)連接。

物聯網市場的快速發展已經導致了物聯網解決方案的數量和種類的爆炸式增長。因為它旨在通過基于來自不同來源的數據的分析來促進對復雜系統的更好的了解，以協助決策，改進產品并實現全新的服務。有各種各樣的軟件平臺，旨在通過提供標準化組件來降低IoT解決方案的成本和開發時間，這些組件可以跨越許多行業垂直架構來集成設備，網絡和應用程序。目前市場上可用的大多數IoT平臺都可以分類為連接管理平臺，設備管理平臺或應用啟用平臺，盡管有許多產品提供重疊功能或其他獨特功能。