LoRa®技術賦能電力物聯網，共建清潔低碳、安全高效的能源體系

　　Semtech署名文章

　　從明確電網體制的改革方向，到大力發展以風能、光伏為代表的清潔可再生能源電力系統，我國電力行業正朝著構建清潔低碳、安全高效的能源體系發展。中央財經委員會第九次會議提出的“要構建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統”等目標，也進一步為行業轉型指明方向。

　　然而，由于我國電力產業轉型相對較晚，社會生產需求龐大，在建設清潔低碳、安全高效的能源體系的過程中仍面臨著較大的挑戰。例如，在發電環節，傳統煤電仍然占據能源結構的主體位置，需要提升能效，并大幅度提高可再生能源的比重；在電網側，需要構建穩定高效的輸配電系統和儲能系統；在用電方面，則需加強微電網、智能充電樁等設施的建設，實現智慧用電管理。

　　數字化和物聯網技術正在加速傳統電廠的智能化轉型，改善電源側和用電側的雙向電力平衡調節，實現更高效的用能。LoRa®技術擁有強穿透力、低功耗、遠距離、易部署等特點，以及“自組、安全、可控”的應用優勢，2021年在國內電網市場的應用取得了倍速增長。隨著電力物聯網的發展，LoRa也將為我國電力行業的數字化轉型帶來更多創新思路，將助力實現“碳達峰”和“碳中和”目標。

　　電力物聯網：技術轉型，電網整合

　　電力物聯網涉及能源技術與物聯網技術，通過把分布式安裝的太陽能、水電、火力等發電設施結合起來，并同時納入儲能設備和用電設備，進行整合調控，從而減少棄風棄光等現象，提高電網的穩定性和可靠性。LoRa技術可廣泛地適用于電力物聯網，支持“發、輸、變、配、用”五大電力環節，目前已有落地案例。

　　發電端：支持智慧電廠建設和可再生能清潔替代

　　發電端的升級轉型主要體現在傳統電廠的數字化改造，以及發展可再生能源來替代煤電兩大方面。其中，傳統電廠向智慧電廠轉型的關鍵，在于通過數字化手段對各個發電環節進行升級，提高能源轉化效率。以發電機組為例，通過基于LoRa的發電機組狀態監測系統，電廠不但可以全方位監控發電機組的運營狀態，還可以做到預防性維護，從而優化機組運行，提高機組運行效率，減少煤耗量。

　　在可再生能源替代方面，智慧風電站和智慧光伏電站在國內的布局可謂是“一日千里”。風電和光伏電站的部署，需要確保在廣闊區域、設備種類數量多的環境下，實現高效、穩定的發電。LoRa技術遠距離、低功耗、易部署的特點，可以支持風電站和光伏電站以低成本實現無線組網控制及數據采集，幫助運維企業提高系統效率。在風機和光伏設備運營狀態監控方面，LoRa支持溫度、振動、位移、風速、光伏板積灰度等多種傳感器數據的收集和傳輸，提升設備可利用率。

　　輸變電物聯網：抗干擾，支持嚴苛環境

　　220千伏及以上的輸電線路輸送容量大，電磁干擾較強。得益于LoRa技術強大的抗干擾能力，國家電網有限公司選擇將其納入組網方案中，用于220千伏及以上的變電站以及架裝線路的環境及設備狀態監測；對一些低數據量、高頻次傳感器采用2.4G的LoRa網關接入，并對一些數據量比較大的傳感器采用Sub 1G的LoRa網關接入。

　　在變電方面，若遭遇極端天氣情況，變電設施可能會因水浸、雷擊等影響而出現電壓過載或短路的情況。LoRa技術能夠支持將溫度傳感器和濕度傳感器接入變電設備，有效實現風險預警，在第一時間將設備異常情況告知工作人員，確保設備的及時維護和電力資源的正常穩定運行。

　　智能配用電：微電網、充電樁全局部署

　　相關數據顯示，我國配電變壓器損耗占輸配電損耗的40%～50%，而輸配電損耗又占全國發電量的6.6%左右。為了彌補這些損耗，電力企業不得不選擇消耗更多燃料以產出額外的電力，由此產生了“補償性碳排放”問題。隨著我國電網布局向著數字化發展，對于更智能、高效的配電解決方案的需求也日益增加。

　　實現智慧配電，首先需要采用物聯網、云計算、大數據分析及人工智能等現代信息技術，對高低壓配電柜、配電箱等電氣設備實施智慧化監管。電力能源管理系統網絡架構可以將變電所、云端和客戶端三者互聯，并通過3G、4G或者以太網網關來對數據進行傳輸,其中LoRa主要用于支持系統監測數據的收集。

　　得益于LoRa技術的低功耗、穿透性強等特點，基于LoRa或LoRaWAN®的多功能電表、測溫儀以及電氣火災監測裝置，可安裝于配電箱和配電房內，為電力企業提供有關配用電管理的數據支持，也幫助表計行業簡化流程、降低運營成本。

　　此外，電力行業也在加強微電網和充電樁的建設。由于微電網在搭建過程中需要監測各層面的發電數據、用電數據以及儲能數據，通過將基于LoRa的傳感器接入微電網中，可對分布各地的能源系統實現遠距離、精準監管。在充電樁部署方面，在信號接收不佳、公網組網不便的應用場景中，LoRa能夠用于自組網的智能充電樁，支持區域數據匯集、用電量監測和有序充電控制等功能。

　　低碳化與數字化正成為電力行業未來發展的關鍵趨勢。Semtech將持續推動LoRa生態圈的發展，從電源側清潔替代，到提高終端用能設備的電氣化率、賦能數字化轉型，全面助力電力行業實現“雙碳”目標。單的網關固件升級來啟用新功能。