隨著能源革命和數字革命的深度融合，構建覆蓋電力系統各環節的泛在電力物聯網已成為推動電網智能化、提升能源效率的關鍵路徑。感知技術作為物聯網的“神經末梢”，是數據采集的源頭，其性能直接決定了上層應用的質量與可靠性。因此，對泛在電力物聯網感知關鍵技術進行深入研究，并探討其服務化應用模式，具有重要的理論與實踐意義。
一、 泛在電力物聯網感知層概述
泛在電力物聯網的感知層，主要負責對電力系統發、輸、變、配、用各環節的物理量、狀態量、環境量等信息進行實時、全面、精準的采集。其核心目標是通過部署海量、微型、智能的傳感設備，實現電網狀態的全面可觀測，為狀態評估、故障預警、優化控制等高級應用提供數據基礎。感知對象不僅包括傳統的電氣量（如電壓、電流、功率），還延伸至設備溫度、機械振動、局部放電、環境溫濕度、氣象條件等非電氣量，構成了一個多維、立體的感知網絡。
二、 關鍵感知技術研究
- 先進傳感器技術：
- 微型化與集成化： 研發基于MEMS（微機電系統）技術的微型傳感器，實現電流、電壓、溫度等多參數一體化集成測量，降低部署成本和空間占用。
- 無源與自取能技術： 針對配網和用電側海量節點供電難題，發展基于電場、磁場、振動、溫差等環境能量收集的自取能傳感器，或利用RFID、聲表面波等技術的無源傳感器，實現免維護長期運行。
- 新型感知原理： 探索基于光學原理（如光纖傳感）、聲學原理、化學原理的傳感器，用于特殊環境（如高壓、強電磁干擾）下的設備狀態監測。
- 智能終端與邊緣計算技術：
- 感知終端正從單一的數據采集向“采集+計算+通信”的智能化單元演進。嵌入邊緣計算能力，可在本地完成數據濾波、壓縮、特征提取、初步診斷甚至簡單的控制指令執行，有效減輕云端壓力，降低傳輸帶寬需求，并提升實時響應能力。
- 高可靠、低功耗通信技術：
- 感知層通信需滿足海量連接、低功耗、強抗干擾、深覆蓋等要求。需綜合運用電力線載波（HPLC）、微功率無線（如LoRa, NB-IoT）、蜂窩網絡（5G切片技術）等多種通信方式，構建異構融合、隨遇接入的通信網絡，確保數據可靠回傳。
- 協同感知與信息融合技術：
- 單一節點的感知信息有限且可能存在誤差。通過研究多傳感器時空配準、數據關聯、特征級與決策級融合算法，能夠綜合利用不同位置、不同類型傳感器的信息，提升狀態估計的精度、可靠性和魯棒性，實現從“點”感知到“面”甚至“體”的感知。
三、 物聯網技術服務模式構建
感知技術的價值最終需要通過服務來體現。基于上述關鍵技術，可構建以下物聯網技術服務模式：
- 設備狀態全景感知服務： 為發電廠、變電站、輸電線路、配電設備及用戶側設備提供7x24小時不間斷的狀態監測與健康評估服務，實現故障的早期預警和預測性維護，大幅提升供電可靠性。
- 電網運行透明化服務： 通過高密度部署的感知節點，實現配電網乃至低壓臺區的實時拓撲識別、線損精準分析、電能質量監測與治理，使過去不可見的電網運行狀態變得清晰透明，支撐精益化管理。
- 用戶用能互動服務： 在用戶側部署智能感知終端，為用戶提供精準的用能分析、能效診斷、需求響應引導等服務。結合電價信號，促進用戶側可調節資源（如分布式能源、儲能、柔性負荷）的友好接入與優化利用。
- 數據驅動的新型服務： 匯聚海量感知數據，結合人工智能、大數據分析，可衍生出諸如電網災害預警（山火、覆冰）、電動汽車充電網絡智能調度、綜合能源系統協同優化等創新服務，創造新的業務增長點。
四、 挑戰與展望
盡管泛在電力物聯網感知技術發展迅速，但仍面臨傳感器長期穩定性與可靠性、海量設備安全接入與認證、異構網絡融合管理、數據隱私保護等挑戰。感知技術將向更智能（內生AI）、更融合（多物理量集成）、更泛在（超大規模部署）、更安全（內生安全）的方向演進。物聯網技術服務也將從提供數據向提供知識、決策和解決方案深化，最終構建成一個“萬物互聯、人機交互、全面感知、智慧服務”的能源互聯網生態體系，為構建新型電力系統、實現“雙碳”目標提供堅實的技術支撐。
