联合实验室是国家智能传感器创新中心建设的重要组成部分,泛在电力物联网将带给我们一个什么样的世界

国网联研院如何支撑泛在电力物联网发展?——访全球能源互联网研究院有限公司董事长、党委书记滕乐天

泛在电力物联网将带给我们一个什么样的世界?

近年来,万物互联时代高速成长,作为整个物联网的“心脏”——数据采集的入口,传感器迎来一轮迅猛发展。同时,受到来自智能硬件、智能汽车、智能工厂等领域的强大助力,传感器还将向环境监测、医疗保健等领域不断扩展。
根据相关机构预测:2019年我国传感器市场规模将达1660亿元左右。2021年我国传感器市场规模突破2000亿元,并预测在2023年我国传感器市场规模增长至2580亿元左右,2019-2023年均复合增长率约为11.65%。
但是,我国传感器技术的核心及关键技术仍有待突破,技术研发及创新能力亟待提升。为提高我国传感器产业发展水平,抢占科技制高点和提升综合国力,2018年7月3日,国家智能传感器创新中心在上海正式启动。
国家智能传感器创新中心以关键共性技术的研发和中试为目标,专注传感器设计集成技术、先进制造及封测工艺,布局传感器新材料、新工艺、新器件和物联网应用方案等领域,形成“产学研用”协同创新机制,打造世界级智能传感器创新中心。
2019年5月31日下午,国家智能传感器创新中心联合实验室在上海市嘉定区启用。联合实验室是国家智能传感器创新中心建设的重要组成部分,将依托创新中心自主研发的传感器关键共性技术和领军企业的先进器件方案,开发多传感器数据融合系统,为技术创新和标准化提供实验环境。
联合实验室规划占地2000平米,一期已启用,合作单位50余家。在传感器器件领域,联合实验室重点关注运动传感器、光学传感器、声学传感器、环境传感器、生物传感器和射频传感器六大领域以及物联网通信模块,建设了传感器大数据库,目前已收录超过10000款传感器。
在传感器应用领域,面向智能汽车、工业物联网、智慧楼宇与家居、智慧农业、生物医疗、环境监测和机器人七大智能传感器主要应用领域提供验证及演示平台。
当前物联网、大数据、人工智能等快速兴起,智能传感器作为重要的信息和数据来源,已经成为各种智能物联体系架构的基础。联合实验室的启用,将进一步推动我国创新型产业向智能化转化和发展。

2019年5月9日

2019年6月18日

标签: 传感器

记者:联研院如何从基础前瞻、共性关键技术研究和信息安全技术等方面,为公司建设泛在电力物联网提供支撑?
滕乐天:在能源转型的大背景下,国家电网有限公司提出打造枢纽型、平台型、共享型企业,建设运营好坚强智能电网与泛在电力物联网。这是加快公司新旧动能转换、推进能源生产和消费革命、引领行业转型升级的重要举措,具有深远意义。
建设泛在电力物联网,数据的采集、传输与安全这三方面的技术最为关键。目前,联研院重点围绕支撑泛在电力物联网的智能穿戴、先进通信、图计算、大数据、人工智能等方面新技术开展研究,为公司提供基础前瞻、共性关键技术研究和信息安全的技术支撑。
公司在科研、产业结构调整优化过程中,将信通板块科研业务从中国电科院全部划转至联研院,成立了信息通信研究所、计算及应用研究所,重点围绕智能感知、物联网、先进计算、人工智能、网络安全等开展基础共性技术研究、核心装备研发和成果转化应用,同时承担公司信息安全日常督查监控、应急处置、安全红队和工控安全等工作,有力推动了信息通信技术与电网技术、经营管理的深度融合。
此外,联研院通过构建涵盖终端、网络、平台、应用、安全的泛在电力物联网基础共性技术创新体系,加快推进关键技术研究、核心装备研制与成果转化,并围绕智能传感与融合通信、边缘智能与泛在物联、电网拓扑高性能分析、大数据与人工智能应用、能源路由器、综合能源站、电力物联网全场景安全防护等7个方面任务加强技术攻关,全面支撑对内业务、对外业务、数据共享、基础支撑、技术攻关和安全防护6个方面11个重点方向的泛在电力物联网建设工作。
记者:目前这7个方面技术研发的进展情况如何?您认为在哪方面将率先突破?哪方面需要加强力量重点突围?
滕乐天:目前7个方面重点研发任务中,能源路由器、综合能源站、大数据与人工智能应用、电力物联网全场景安全防护这4个方面的技术研发已经率先取得突破。智能传感与融合通信、边缘智能与泛在物联这两方面技术正在加强研发力量突破中。
联研院在夯实信通专业传统优势基础上,研发了特高频局放无线监测与定位、工业级增强现实智能头盔及云平台等智能传感设备及系统,研制了微功率无线通信芯片、跨频带认知电力线载波通信等网络通信核心器件及设备,开发了基于图计算的电网高性能计算分析、输电线路巡视图像视频智能分析等应用系统,研制了可信芯片及可信计算平台、移动终端安全监测及加固等网络安全设备及平台。
接下来,联研院将整合优势研发资源,建立“云管边场端”集成研发环境,聚焦泛在电力物联网基础共性技术研究,并基于多能转换技术,打造综合能源“多站合一”新兴业务研发平台,为公司拓展新兴业务提供基础共性技术支撑。
记者:泛在电力物联网建设对新技术新设备的研发要求很高,尤其是信息数据的处理。联研院有什么举措来支持公司保持技术上的竞争优势?
滕乐天:多年大量基础研发工作使联研院在一些领域已经积累了一些优势。下一步,针对泛在电力物联网建设需求,联研院在5个方面进行研发布局。
智能传感方面,重点开展多传感器融合技术研究,攻克多参量微型传感器及片上系统集成、传感器低功耗和自取能等技术,推动传感器向高集成、低功耗、微型化方向发展;开展新型传感机理、结构、封装工艺研究,研发适用于复杂工况的传感核心元器件,提升各类传感器应用可靠性。
网络通信方面,推进电力无线专网、5G通信及网络切片技术在客户侧的应用,提升网络覆盖能力;突破软件定义网络技术,促进异构网络互联互通;攻克“电力线载波+无线”融合通信技术,打通泛在接入的“最后一公里”。
物联平台方面,突破端到端连接管理、终端管理及高并发消息处理等关键技术,促进各类业务互联互通;重点推进图计算及图数据库等新技术的应用,解决亿级规模并且具有复杂关系的数据分析与计算问题,同时满足大量并行计算及实时响应需求。
综合能源方面,重点研发新型能源路由器,突破电、热、气等多类型能源高效转化及时空协同控制技术,探索化学储热、高温燃料电池技术,深化“大云物移智”在能源路由器中的融合应用,支撑“多站合一”综合能源新兴业务。
信息安全方面,攻克漏洞自动挖掘与隐患智能探测技术,突破多场景攻击联动防御与智能防渗透技术,积极探索芯片级物理信息防护技术,推动信息安全由“被动防御”向“主动免疫、智能防御”演进。
记者:除了技术研发,各个系统的协同也是泛在电力物联网建设过程中备受关注的点。联研院有哪些举措更好推进跨领域跨学科的技术研发?
滕乐天:跨领域跨学科技术研发最重要的还是协同攻关和融合创新。
联研院充分发挥各研究所、海外研究院资源优势,打破现有科研体系下的人才交流、专业交流壁垒,围绕泛在电力物联网建设目标,建设跨领域、跨学科、跨单位的科研攻关团队,实施项目经理负责制,更好地释放人才、技术、信息等创新要素活力,形成联合攻关的创新协作能力。
作为公司首批“双创”建设示范基地之一,联研院成立了系统内首家知识产权运营中心,吸纳系统外高水平专家及其创新团队进行开放式创新,并运用市场化激励方式促进科技成果的转化和推广运用,整合并发挥系统内科研、产业单位及海外院优势,构建科技创新全流程利益共同体,为泛在电力物联网建设提供坚强技术支撑。

泛在,全面感知;物联,万物互联。泛在电力物联网将带给我们一个什么样的世界?

彼时,电力源端、传输平台以及使用终端通过数据汇集、传输、转换、利用,在一张大网中有序联结、互动。电力通过与互联网的深度融合,“泛在”于我们的生产生活之中,感知诉求,智慧应答,塑造前所未有的全新用能方式和生活方式。

电力应用的全新场景让人心生期待。2019年初国家电网首次提出“三型两网”新战略,泛在电力物联网是核心任务。5月21日,国家电网成立大数据中心,为泛在电力物联网打“地基”。网省电力公司细则也在跟进推出,科研院所、技术产业、设备厂商全方位参与,几个月时间,泛在电力物联网保持火爆之势。

之所以引发热烈反响,是因为泛在电力物联网的建设贯穿了创新这个动力源,将带动全产业链焕发新机,激发新的增长极。

一是创新的业态。泛在电力物联网将推动电力系统发输变配用各环节的互联、互动,变革多要素的参与模式,带动上下游产业链的共商共建,激发多元业态模式,最终达到共享共赢。同时,广泛的物联应用,也将带来丰富数据供挖掘,如智能电表、智能灯塔的数据集成等。“数字经济”蓝海市场中,全产业链价值将不断叠加放大。

二是革新的技术。泛在电力物联网建设核心是数字化、网络化和智能化,将广泛应用“大云物移智”、5G等先进技术,大量应用先进的传感、感知及芯片技术,也将融合多能转换、储能、能效、新能源等技术。泛在电力物联网可称为科技创新的载体,实践着能源互联、电力物联的新技术新思路。

根据规划,泛在电力物联网建设分两阶段进行,到2021年初步建成泛在电力物联网,到2024年全面建成泛在电力物联网。

这对于现有电力系统来说,不是简简单单的改造或是升级,而是颠覆,甚至是重建。这绝不是靠敲锣打鼓就能实现的,还需要从多方面进行长期的、艰苦卓绝的工作。

一是不同要素如何参与互联。目前,已经有不同角色代表参与到泛在电力物联网的建设中,包揽不同行业领域。跨界融合的协商合作,差异化资产的参与,不同思维的碰撞,将激发出新的火花,构建全新的互联生态。

二是平台层如何智能集成。电力物联网接入设备多、覆盖范围广,将构建万物互联的生态圈。如何在统一的数据平台汇集管理好能源流、数据流、业务流,实现“三流合一”,是技术攻关的难点和方向。

三是海量数据如何挖掘再利用。泛在电力物联网建设中,数据的采集量、采集频次大幅提升,采集时间跨度在扩展,边缘计算与云计算的应用增多,实时的预警、响应以及提前预测需求增加,这些都对大数据平台提出了新要求。如何进一步整合现有数据,挖掘潜在数据价值,更是关键所在。如在5月16日第三届世界智能大会展出的新一代智能电表,不仅能准确识别家用电器,还能通过精细化用电数据监测与能耗预警分析及时上报电路故障。

四是全产业链如何激发优化。泛在电力物联网涉及产业链上下游,各环节互联互通,将提升能源供需的便捷和高效,带动不同产业互利共赢。全产业链能否实现价值的叠加、效益的提升,也是决定泛在电力物联网能不能从概念到落地的关键一环。来源:能源研究俱乐部

相关文章

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注