通信技术

阐述了客户侧泛在电力物联网智能感知技术研究背景，针对非介入式负荷辨识技术、随器计量技术、传感芯片技术、基于HPLC的用采高级应用技术、基于HPLC的双模通信技术等关键技术以及核心设备研制开发进行全面介绍。最后结合实践分享了公司在典型应用场景的探索。

2019年1月13日国家电网有限公司1号文年度重点工作首位的是：推动电网与互联网深度融合，着力构建能源互联网。明确要求：”充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网，…。承载电力流的坚强智能电网与承载数据流的泛在电力物联网，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。

能源转型背景下，新型电力系统以清洁低碳、开放互动为目标不断建设，同时监测技术与通信技术也快速发展，电力系统中的数据来源更加广泛，数据结构更加复杂，为新型电力系统数据融合提供数据基础的同时也提出了挑战。首先，分析新型电力系统数据特征，提出新型电力系统的数据融合需求；接着，介绍新型电力系统数据模型、多源异构数据融合技术层级，分析关键融合技术的优缺点，并对不同技术的适用场景进行分析；然后，分别从输配协同、源网荷储协同、虚拟电厂、多元负荷、电碳市场交易5个典型场景，对多源异构数据融合的数据需求、数据来源、融合目标、常见方法及研究难点进行归纳；最后，对新型电力系统数据融合技术的未来研究发展进行了展望。

《中国智能配电与物联网创新联盟行业发展报告（2020版）》发布内容主要涵盖一二次融合智能开关技术、节能型配电变压器技术、智能交直流断路器技术、智能融合终端技术、通信技术、高可靠性取能技术、信息安全防护技术、智能传感技术、中台技术、云计算与区块链技术等十项智能配电网典型应用技术、标准体系、专利布局现状及发展趋势。

随着新型电力系统建设正以前所未有的速度推进，智能化、数字化已经成为当今电网发展的主流趋势，电网全环节全链条全要素灵敏感知和实时洞悉、生产运行精准控制、用户行为智能调节等特征是其基本要求，先进通信技术的研究与应用，将成为推动新型电力系统高质量建设的关键力量。报告中分享了国家电网公司在加快电力通信创新探索方面的实践与成果。针对可在电力系统应用的潜在新技术，坚持“技术研究、试点验证、标准制订、推广应用”四步走策略，形成了适应各类业务场景的通信解决方案。国家电网公司将围绕新型电力系统建设目标，立足通信专业长远发展，主动担当作为，凝聚各方合力，积极开展先进通信技术研究，高效推动先进通信技术在大电网、配电网、微电网等多种电网形态和多种业务场景中落地应用，为新型电力系统高质量建设提供坚强可靠的通信支撑。

随着新型电力系统建设的推进，配电系统逐渐发展成为具有电能汇集、传输、存储和交易功能的新型区域电力系统，配电网已成为能源互联网和电力物联网转型的主战场。分布式电源和可调负载、储能、电动汽车充电桩、能源转换等新型业务蓬勃发展，配电网一次、二次设备增多，电网规模扩大，现场和IT设备间传输的数据量大幅增加，系统可观、可测、可控、可调能力建设逐步提升。推进先进数字技术与能源电力技术的深度融合，构建数字化、智能化新型配电系统，需要提供更加快速、灵活、安全、高效的配电通信技术的基础支撑。 2021年7月国家电网有限公司发布了《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方案（2021—2030年）》。该方案明确提出，加大中压配电网智能终端部署、配电通信网建设和配电自动化实用化，并向低压配电网延伸，大幅度提高可观性、可测性、可控性。到2025年，基本建成安全可靠、绿色智能、灵活互动、经济高效的智慧配电网。配电网智能化终端种类多、数量大、分布范围广、运行环境复杂，智能化业务对通信性能要求高，没有一种通信技术能够单独、经济、可靠地解决“最后几千米”通信接入的难题。 在此背景下，国网安徽省电力有限公司电力科学研究院、EPTC 电力技术协作平台联合组编了《配用电通信技术及产业发展报告》一书。 联 系 人：张伟豪 王黎明 手 机：18518354192 18310385257

配电网是城市发展的重要基础设施和电网运行的关键结点，随着城市的大规模建设，企业的高速发展，对配电网供电的可靠性及灵活性的要求越来越高。高速发展之下智能配电网呼之欲出，智能配电网是整个电力系统对分散用户供电的连接部分，具有更高的安全性能、更强的诊断能力和自愈能力，在满足高可靠性和海量业务需求的同时，配电网及其设备的智能化发展必然与先进的通信技术密切结合。而5G技术，将是推动配电领域智能化升级与变革的关键，5G技术作为智能配电网未来发展的重要技术手段，起着至关重要的作用。那么5G技术又是如何支持和影响配电网的发展，需要我们带着前瞻的眼光和独特的思考方式去寻找答案，通过对5G技术的研究，针对配电网的发展趋势，思考和探索未来智能配电网发展的模式和方向，从而将5G技术全面应用在未来的智能配电网建设中。

做为第六代移动通信（6G）推荐技术：“RIS可重构智能表面”，已经成为全球通信界瞩目的焦点。本报告首先对RIS相控阵通信系统的原理和优势进行了总结，在此基础上，介绍了相控阵通信在智能化输电网、变电站、应急保供中应用的优势，最后对RIS相控阵的应用前景和发展趋势进行了展望。

本书围绕电力无线传感网技术创新应用，聚焦于低功耗无线传感网在发电、输电、变电、配电、用电等电力行业领域的应用，具体包括电力发电厂监测区域的事故预警、环境状态判断、劣化趋势分析，输电线路的电力巡检和运维管理，变电站内电力设备的运行状态、环境状态等在线监测，配电领域储能和配电自动化业务的监控和故障定位系统，用电采集和精准负荷控制业务的监测和分析管理等。介绍了无线传感网及其产业发展现状，概述了无线传感网主流技术，总结提炼了电力无线传感网在电力领域的应用情况，分析研究了电力无线传感网的应用价值和挑战，探讨提出了电力无线传感网技术应用发展趋势及建议。 无线传感网是大量的静止或移动的传感器节点以自组织和多跳的方式构成的无线网络，可以感知、采集和处理信息，并将获得的详尽信息发送给需要的用户。 “十四五”期间，国家电网有限公司服务新型电力系统构建需求，将“全力推进电力物联网高质量发展”作为重点工作任务之一，其中的各项工作部署均离不开无线传感网的支撑。无线传感器网中众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等。潜在的应用领域可以归纳为军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。新型电力系统的一些重要的、需要被监控的设备上可以安装传感器，实时监控设备的运行状况。采用无线传感网络技术，将监测到的重要参数上传到集中处理平台，智能电力系统可以根据参数的变化，及时发现设备故障等，主动预防可能发生的各种事故。 与传统有线网络相比，无线传感网络具有很明显的优势，主要有：低能耗、低成本、通用性、网络拓扑、安全、实时性、以数据为中心等。无线传感网给电力行业带来应用价值的同时，也面临着极大的挑战。通用无线传感网技术无法满足某些特定的业务需求，变电站、输电线路等某些复杂的电力现场环境对于功耗控制、传输距离、组网灵活性等方面有特定需求，需要结合电力物联网的业务需求和应用场景来实现功耗和连接性能的协同优化；在终端接入和数据传输方面，设备和数据量均呈爆发式增长，海量数据给电力物联网带来了资源和数据传输带宽的压力；传感节点大多布置在户外环境中，恶劣环境和网络攻击均影响传感节点的运行和信息传递，因此，提升终端接入安全和抗干扰能力是保证电力物联网健康发展的重要基础；传感器小型化、无源化技术有待突破，利用电网沿线的磁场、电场、振动及温差等外部条件，实现微源取能是关键难点。为此，电力企业需要弥补现有的不足和短板，结合电力行业发展战略，研究低功耗无线传感网的网络与安全连接技术，全方位地提高感知数据的颗粒度、广度和维度，并持续积极探索基于人工智能的知识赋能、５G通信技术、基于边缘计算的技术、数据开发服务技术等方面融合发展。 联系人：陈姗姗 手 机：13261508443 邮 箱：chenshanshan@eptc.org.cn

我国能源安全的新战略为我国能源转型发展、构建“清洁低碳、安全高效”的国家能源体系提出了新要求。以电网为核心的能源互联网和泛在电力物联网正在加速发展。但是，由于高电压等级电网中（尤其是特/超高压电力设备）通常伴随强电磁场，而强电磁场对传统无线传感器的可靠性造成了严重影响，导致高电压等级电网缺乏可靠的传感器。这一瓶颈制约了电力物联网的发展。针对以上问题，我们研究了抗电磁干扰微纳传感器及无线通信技术。基于新材料和器件的温湿度、电磁场、压力、声学等多参量微型传感芯片和封装技术，实现能够适应高电压等级电网复杂工况的微型传感器；研究了多层超表面微结构，实现抗电磁干扰的功能表面并与传感器集成；研究基于抗电磁干扰的功能表面的无线传感通信技术，解决微型传感器在强电磁干扰环境下的通信问题；研究了基于人工智能的故障诊断算法，解决了传感器的智能化问题。