面向智能電網的物聯網技術及應用分析

凌俊斌，劉 婷

（江蘇省電力公司電力經濟技術研究院，江蘇南京 210036）

面向智能電網的物聯網技術及應用分析

凌俊斌，劉 婷

（江蘇省電力公司電力經濟技術研究院，江蘇南京 210036）

物聯網技術應用于智能電網，是這一技術發展的必然趨勢。簡要介紹物聯網技術在智能電網中的應用，以及面向智能電網的物聯網技術的基礎應用體系建設的具體情況。

智能電網；物聯網；技術應用

面向智能電網的物聯網技術是將物聯網各項先進技術應用到智能電網領域。利用物聯網的各項感知技術對智能電網的各個環節進行信息的獲取和分析，達到對電力系統各個環節嚴密監控的目的，從而保證電力系統能夠更加可靠、穩定的運行。

1 智能電網與物聯網的概念

智能電網也就是所謂的電網的智能化，它是通過高科技的網絡通信技術以及各種信息設備來實現的。智能電網是傳統電網與先進的傳感、測量技術以及先進的控制方法的結合，通過這種結合使電網更加的安全、可靠、高效、經濟。智能電網的概念一經提出就得到了世界各地的廣泛重視，未來的電網發展方向必將是智能電網。

物聯網就是物與物連接的互聯網，它是一種在互聯網基礎上延伸和擴展了的網絡。物聯網將互聯網的用戶端延伸到了任何物品與物品之間，通過射頻識別技術、定位系統定位技術和無線傳感器技術等，自動的采集物品的信息，然后把采集到的物品信息利用智能計算機進行分析和處理，最終實現對外界物理世界的高度感知和智能化的控制。

2 物聯網技術在智能電網中的應用

2.1 利用物聯網技術進行智能電網設備的生產和檢修

智能電網是一個十分龐大復雜的系統，需要大量的設備的支撐，這些數量繁多、種類各異的資產設備需要一個準確、高效的管理體系。物聯網的射頻識別技術能夠對不同的射頻標簽進行識別，對每一種物品進行跟綜。在智能電網中可以把輸電過程的設備、變電過程中的設備、配電過程中的設配以及用電過程中的設備分別貼上不同的物聯網標簽，這樣工作人員就能夠對每一個設備的相關信息進行準確的跟蹤調查，便于對智能電網中大量設備資產的管理[1]。

物聯網技術能夠根據智能電網中各個設備間的拓撲關系以及電力設備的電氣狀態，對設備之間的連通性、電源點能夠供電的范圍和檢修需要停電的范圍進行分析。另外，物聯網技術還能夠采集設備電流、功率等的數據，再結合設備臺賬中額定的技術指標對設備的過載、重載情況進行統計分析。

平板電腦等智能的手持移動設備，是物聯網重要的終端設備，利用這些手持的智能移動設備，智能電網的工作人員可以實現遠程信息的即時交互。工作人員如果發現電力系統的設備有缺陷，可以利用智能的手持移動設備并進行登記、記錄、傳輸到相關的部門，有利于故障設備的及時檢修。

2.2 智能電網運用物聯網技術進行運行調度

智能電網體系龐大，涉及面十分的廣泛，其運行調度也存在很大的困難。智能電網的運行調度需要實時的監控與預警。物聯網感知層有多種傳感器的終端，這些傳感器終端能夠采集到智能電網運行中各種狀態，這樣就能夠對每個設備進行實時的監控。感知層獲取電網運行中的數據信息后，經過傳輸層將這些數據信息匯集到物聯網的應用層，在這里依靠智能化的信息處理平臺對數據進行在線的監控以及智能預警[2]。除了全過程的監控與智能預警外，智能電網還可以利用物聯網強大的采集信息的能力和處理信息的能力，對智能電網全過程的穩定裕度進行科學有效的評估。

物聯網技術在智能電網中的應用還能夠對氣象和水文的信息進行監測，這些監測的數據能夠為智能電網的負荷預測提供需要的信息，而且能夠利于電力系統調度計劃的制定；另外，智能電網利用物聯網提供的信息以及可以操控的終端設備進行電網的閉環的調整，為電網整體的調度和發展管理提供可靠地技術支撐，利于智能電網的發展。

2.3 智能電網利用物聯網技術擴展營銷業務

通過物聯網技術，智能電網可以進行分布式電源管理以及儲能管理。這兩項業務的開展主要是通過通信信道、主站、并網逆變器以及智能的監控終端等技術，再與用電信息的采集系統進行結合來實現的。依靠物聯網技術開展分布式的電源以及儲能管理業務不僅能夠實現對分布式電源裝置的靈活接入、儲能裝置的靈活接入，并且能夠實現并網的實時監控、智能小區、微網的智能化等等，這些都有利于智能電網能源的綜合管理。

智能電網依靠物聯網的技術可以實現智能家居的服務。智能家居就是能夠對家庭用電進行遠程的調控，實現減少電費、節約電能的作用。還可以有效地避免用電高峰，給家居用電造成不良影響的現象。智能家居通過用戶的控制終端和家里的用電設備的連接，實現對智能家居環境的全真模擬，再利用手持的移動設備查看用戶的用電情況，這樣就能夠對家庭的用電進行調控。智能電網中智能家居是一項重要的業務，有利于智能電網的營銷。除此之外，智能電網利用物聯網技術還可以對智能家居的用電分配以及節能省電模式提供咨詢服務和技術方面的幫助。

智能電網利用物聯網技術還可以構建高級的計量體系，從而利于智能電網開展智能電網的營銷計量業務。物聯網技術能夠對智能電網的用戶信息進行實時的監控，可以對用戶的各種信息進行采集，還可以對客戶的用電負荷進行管理控制。這一體系根據業務性質的不同以及采集數據要求的不同編制采集的任務，并且對采集任務的執行情況進行管理，這樣就能為廣大的用戶提供更多的服務[3]。智能電網的營銷計量業務，在滿足用戶更多要求的同時，不僅提升了整個智能電網的服務形象，也提升了智能電網的競爭力。

3 面向智能電網的物聯網體系建設

3.1 體系構架

面向智能電網的物聯網主要包括感知層、網絡層以及應用層。如圖1所示，感知層包括控制子層和通信子層。利用感知子層獲取外界的物理信息然后通過控制子層傳輸到網絡層和應用層。網絡層包括接入網以及核心層，主要是進行信息的傳輸、控制和路由。應用層主要由應用的基礎措施也就是中間件和物聯網的各種應用組成，利用應用的各種基礎設施，為物聯網提供信息的處理分析，進而實現物聯網的各種應用，如圖1。

圖1 電力物聯網絡架構

3.2 體系建設

基于物聯網技術的智能電網要想實現其穩定運行以及創新發展，就需要建立健全面向智能電網的物聯網體系。上文講過，物聯網體系包括感知層、傳輸層和應用層，所以要建立科學的物聯網體系就要加強各個層的建設。而且物聯網的各個層都是相互關聯的，由各個不同的層構建一個統一的整體。依靠這個物聯網體系的智能電網能夠實現更好地運行。

3.2.1 感知層建設

（1）貼標簽。這里的標簽是物聯網應用的基礎——射頻識別標簽。依靠智能電網設備上的不同的標簽，電網系統能夠讀取實物的各種信息來確定實物的身份。為智能電網的管理設備貼上物聯網應用的標簽，有利于對智能電網的龐大的資產設備進行有序的管理[4]。

（2）安放傳感器。感知層主要就是獲取所需的信息，信息獲取需要的設備就是傳感器，為了實現對電力系統全程的控制在輸電、變電和配電的各個領域都要安置不同的傳感器。這樣就能對電網運行的各個環節的信息進行采集，采集到的數據包括電網運行的數據、環境數據、事件數據等，采集過程中接收到各種末端的信息數據，有利于實現全程的控制。

（3）安裝智能表計。智能表計就是對用戶的用電行為進行計量的設備，主要就是在用戶側進行安裝，除了能夠對用戶的用電行為進行計量，還能夠為智能家居的服務提供信息處理的節點。

（4）為不同的用戶和工作人員安裝配備必須的設備。例如，外勤人員需要的手持的智能移動設備的配置，能夠為外勤操作人員進行工作匯報以及現場情況的反饋提供技術支持。還有可以為搶修的車輛安裝全球定位設備，工作人員依靠定位系統可以對車輛進行跟蹤調查。

（5）建設信息匯聚站。傳感層獲取的信息通過各種技術的支撐達到信息的匯聚，把收集到的信息集中到匯聚站來，集中進行處理。

3.2.2 傳輸層建設

（1）鞏固加強智能電網的主要信息平臺。綜合數據網絡是智能電網的主要的信息平臺，它能夠為物聯網建設提供支撐。主要體現在綜合數據網絡利于軟件平臺的信息交換，綜合數據網絡有利于將電力設備的遠程監控轉化為變電站的視頻監控。這些都是綜合數據網絡的重要作用，都需要進一步加強和鞏固。

（2）加強無線傳感網絡的應用。物聯網中無線傳感網絡成本低、功耗小，能夠有利于短距離的網絡的建設，所以一定要加強這一網絡的應用。

（3）部署新的IP地址。物聯網本身需要大量的IP地址，所以基于物聯網技術的智能電網的應用也需要大量的IP地址。但是傳統的IP地址已經快要枯竭，不能適應現代智能電網發展的需要，因此需要部署新的IP地址[5]。

（4）尋找合作運營商。電信業廣泛的覆蓋信息網絡能夠滿足智能電網傳輸信息的需求，所以智能電網要盡量與電信運營商進行合作，擴展信息的傳輸。

3.2.3 應用層建設

（1）ONS系統的建設。為了能夠實現EPC標準的實際應用，一定要建立能夠對實物編碼體系進行統一管理的這一系統。從而為智能電網的應用提供電子編碼查詢的服務。

（2）為企業建立定位系統。企業定位系統能夠對企業的貴重的物品以及外勤人員進行定位，進而能夠進行跟蹤調查，支持企業的人員考核、車輛調度以及物資的運輸等業務。

（3）建設高級的計量體系。高級的計量體系能夠對電網的運行進行新城的監督控制，這樣對采集的數據進行管理，有利于電網的智能化運行。

4 結束語

智能電網與物聯網技術的結合，能夠為智能電網的發展提供很大的幫助，因此構建基于物聯網技術的智能電網系統是十分必要的。未來的物聯網與智能電網的結合將向著高級應用體系方向發展，相關的學者還應繼續探索研究促進物聯網技術在智能電網中的應用。

［1］饒威，丁堅勇，李銳.物聯網技術在智能電網中的應用［J］.華中電力，2011（02）：22-24.

［2］李林珍.物聯網技術在智能用電社區中的應用［J］.才智，2010（36）：113-115.

［3］汪洋，蘇斌，趙宏波.電力物聯網的理念和發展趨勢［J］.電信科學，2010（S3）：42-46.

［4］陳歡，王斌.物聯網與灰色神經網絡在智能電網中的研究［J］.價值工程，2011（09）：10-12.

［5］李娜，陳晰，吳帆，等.面向智能電網的物聯網信息聚合技術［J］.信息通信技術，2010（02）：67-69.

Analyzing of Smart Grid Networking Technology and Application

LING Jun-bin，LIU Ting
（Jiangsu Electric Power Company Economic Research Institute，Nanjing 210036，China）

Networking technology for smart grid is the inevitable trend of development of this technology.This paper introduced the applications of networking technology in the smart grid，and the base application system construction situation for smart grid networking technology.

smart grid；networking；technology

TN915.5

A

1009－9492(2014)01－0067－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.01.017

凌俊斌，男，1981年生，江蘇如東人，碩士研究生，工程師。研究領域：電力工程管理。已發表論文1篇。

(編輯：向 飛)

2013－07－11