物聯(lián)網(wǎng)技術在電網(wǎng)的應用

江蘇電力信息技術有限公司 江潮洪

引言：自中共十九次代表大會召開以來，我國就將加快建設制造業(yè)強國，發(fā)展先進制造業(yè)，推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟之間的深入融合提上計劃日程。隨著我國對各項事業(yè)的政策支持，以及當今社會互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟迅猛發(fā)展的帶動下，發(fā)展和應用物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在各行各業(yè)中慢慢滲透和體現(xiàn)。傳統(tǒng)的企業(yè)競爭靠的是品牌的影響力，而新時代下靠的是物聯(lián)網(wǎng)所提供的平臺，是物聯(lián)網(wǎng)深入發(fā)展的一個系統(tǒng)。在移動互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展的時代背景下，物聯(lián)網(wǎng)是繼電商經(jīng)濟之后又一個重大發(fā)展機遇。由于將要迎來互聯(lián)網(wǎng)的5G時代，將物聯(lián)網(wǎng)技術運用在電網(wǎng)行業(yè)并進行推廣，相信將會成就一個智能化的電力系統(tǒng)新時代。這篇文章想通過對物聯(lián)網(wǎng)這幾年的發(fā)展概況進行簡單介紹，并就物聯(lián)網(wǎng)技術在5G時代即將到來的大背景下，其在電網(wǎng)中的應用進行分析和討論。

自2009年8月上旬溫家寶總理在無錫視察時提出“要在激烈的國際競爭中，迅速建立中國的傳感信息中心或'感知中國‘中心’”的講話精神以來。為加快建設國家"感知中國"中心，推動中國傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，引領信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，培育新的經(jīng)濟增長點，物聯(lián)網(wǎng)就正式被列為中國五大新興產(chǎn)業(yè)之一，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景和將來對中國經(jīng)濟的影響力肯定會引起全社會的高度關注。目前新一代的物聯(lián)網(wǎng)技術除了應用發(fā)展到中國社會生活的和生產(chǎn)的方方面面，而且還在各行各業(yè)中得到充分發(fā)揮，伴隨著5G通訊技術的逐漸開發(fā)成熟，電網(wǎng)系統(tǒng)中的多傳感器系統(tǒng)也已經(jīng)建立并發(fā)展形成一個較為成熟的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

1.概述物聯(lián)網(wǎng)及其涵蓋領域、特點、不足

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

專業(yè)術語中，物聯(lián)網(wǎng)技術是一種網(wǎng)絡技術，它以建立在互聯(lián)網(wǎng)絡上為基礎，并通過這個核心網(wǎng)絡實現(xiàn)物與物之間的有效連接。物品和物品之間通過用戶端的有效地延伸擴展，從而進行通訊和信息交換。而通俗點來講，物聯(lián)網(wǎng)就是通過在物體上植入各種微型感應芯片使其變得智能化，然后借助現(xiàn)代無線網(wǎng)絡技術實現(xiàn)人和物體之間的“溝通”，以及物體和物體之間的“交流”。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術涵蓋領域

物聯(lián)網(wǎng)技術被當今社會應用到多各個技術領域，包括公共交通、工業(yè)、教育系統(tǒng)、醫(yī)療、環(huán)保、城市市政建設、電子通信網(wǎng)絡、國家電網(wǎng)等。人們生活的反方方面面現(xiàn)在都涉及到物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，也可以這樣說，不論是對社會經(jīng)濟的發(fā)展還是提高人們生活質量，物聯(lián)網(wǎng)技術都起到了巨大的推動作用。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的逐漸成熟，他已經(jīng)涵蓋了很多行業(yè)的很多方面，例如：傳感器技術、通訊射頻識別技術、嵌入式系統(tǒng)技術等等，相信在不久的未來，物聯(lián)網(wǎng)技術還會伴隨著社會的發(fā)展延申和發(fā)展到其他專業(yè)領域，現(xiàn)在先簡單的介紹其在這幾方面的應用。

（1）傳感器技術是指：能夠感受到被測量，并按照一定的規(guī)律進行轉換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器技術是互聯(lián)網(wǎng)技術中應用的關鍵技術，他是獲取各方信息的重要通訊手段，如果沒有傳感器技術，信息將無法進行有效的獲取，進而影響信息傳播等后續(xù)技術應用。傳感器的技術應用領域、種類很多很廣泛，致使其應用的原理各有不同而已。再比如說，其還被廣泛使用于電子秤、精確控制空調制冷劑等上面。

（2）通訊射頻識別技術是將無線射頻技術和嵌入式技術融合在一起的一項綜合技術，跟條碼掃描技術相類似，但又有所區(qū)別，他也屬于傳感器技術中的傳感方式之一。通訊射頻識別技術在日常生活中很稀松常見的，比如我們經(jīng)常接觸到的門禁系統(tǒng)、自動收費、車輛識別系統(tǒng)、物流實時跟蹤系統(tǒng)等。總的來說，通訊射頻識別技術是一種具備簡單實用性，且易于操作和適應性強的自動化控制應用技術，對于智能化升級技術有者較強的輔助作用。

（3）嵌入式技術是將軟件、傳感器、集成電路、電子應用等技術綜合應用在一起的復雜技術，技術原理通俗的來說就是將接收到的信息進行分門別類地整理的一個過程。嵌入式技術的應用范圍廣闊，像小到我們日常生活中使用的收音機等電子設備，大到國家航空航天衛(wèi)星系統(tǒng)，都需要應用嵌入式技術。同時，他也是各種衍生技術的基礎。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)技術主要具備以下幾個特點

首先，物聯(lián)網(wǎng)技術是通過利用通訊射頻識別技術和數(shù)據(jù)通信技術等整合而成的一個網(wǎng)絡技術。它的最主要特點就是可以為社會上各行各業(yè)的信息交流和發(fā)展提供便利條件，并能夠實現(xiàn)信息和技術的共享。通過已經(jīng)設定好的規(guī)范，在物聯(lián)網(wǎng)里進行主體之間的交流，從而達到一定的目的。其次，物聯(lián)網(wǎng)作為信息交流的媒介，能夠把實體存在的萬事萬物與互聯(lián)網(wǎng)中的虛擬世界融合在一起，形成一個整合、統(tǒng)一的網(wǎng)絡。一旦物聯(lián)網(wǎng)技術足夠成熟，全世界的運轉包括信息運轉在內都會以這個整合完善的互聯(lián)互通網(wǎng)絡作為基礎，進行社會事物的處理和運營，所以說，物聯(lián)網(wǎng)技術具有聯(lián)通現(xiàn)實與虛擬，此處與遠方的效果和特點。再次，物聯(lián)網(wǎng)技術的應用是一個系統(tǒng)工程，它主要由運用系統(tǒng)做支撐，傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)做信息傳輸?shù)亩它c，業(yè)務應用作為信息分類整合依據(jù)，無線通訊系統(tǒng)作為信息傳輸?shù)闹С帧?/p>

1.4 現(xiàn)今物聯(lián)網(wǎng)技術不成熟之處

如今，我國正大力支持和發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術，但是由于該技術現(xiàn)在還不夠成熟，缺乏合理的規(guī)范對其發(fā)展進行指導，沒有標準的操作流程進行實際運行和操作，缺少統(tǒng)一的物體編碼對接物聯(lián)網(wǎng)技術，而且，最重要的是物聯(lián)網(wǎng)技術作為與網(wǎng)絡技術相關的應用，其信息安全仍然是物聯(lián)網(wǎng)技術急需解決和攻克的技術難題。并且，隨著時代的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術需要進一步發(fā)展和完善，配套的研發(fā)和改善進度人不能滿足現(xiàn)有需求，因此，這也是需要物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)高度重視的問題所在。

2.聯(lián)網(wǎng)技術在電網(wǎng)的應用

2.1 電網(wǎng)應用物聯(lián)網(wǎng)的技術特點

電網(wǎng)體統(tǒng)融合應用物聯(lián)網(wǎng)技術在學術上稱之為電力物聯(lián)網(wǎng)技術，該項技術指的是：電網(wǎng)系統(tǒng)中各種電力設施設備之間、設施設備與操作人員之間通過不同的傳感器而形成的一個智能網(wǎng)絡。電力物聯(lián)網(wǎng)技術的主要特點有：環(huán)保、節(jié)能、運營安全和穩(wěn)定、保障操作人員和使用人員的人身財產(chǎn)安全，并且可以積極推進電網(wǎng)作業(yè)和管理“泛在、可知、可控”體系的建立，建設智慧企業(yè)，引領具有卓越競爭力的世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建設。

世界經(jīng)濟在近年來的快速發(fā)展，對能源的需求量也在日漸持續(xù)增長，如果能夠建立起堅強的智能電網(wǎng)，則能夠充分實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術與智能電網(wǎng)相結合后全面的智能化控制系統(tǒng)。通過運用智能控制的手段，對電網(wǎng)系統(tǒng)中的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度等環(huán)節(jié)進行全面的智能化管理和控制，從而達到安全、高效、全面、節(jié)能的管理效果。而物聯(lián)網(wǎng)技術作為堅強智能電網(wǎng)的基礎，通過對其在電網(wǎng)的應用和推動，實時的對國家電網(wǎng)、變電站、配電線路、用戶使用情況、發(fā)電廠運行的狀態(tài)等進行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行搶修，減少事故發(fā)生率，真正的實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的全面智能控制和信息的互通有無。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術在電網(wǎng)的具體應用領域

（1）物聯(lián)網(wǎng)技術應用于輸變電、配用電

物聯(lián)網(wǎng)技術應用在電網(wǎng)系統(tǒng)的輸電、變電、配用電等環(huán)節(jié)中是非常廣泛和常見的。其一，在電網(wǎng)輸電環(huán)節(jié)中，物聯(lián)網(wǎng)技術主要應用和體現(xiàn)在對輸電線路在線監(jiān)控系統(tǒng)上面。其中包括：視頻和圖像的監(jiān)控系統(tǒng)、時事狀態(tài)監(jiān)測、電動態(tài)監(jiān)測、輸電塔運行監(jiān)測、輸電線路覆冰監(jiān)測等等；其二，在電網(wǎng)變電環(huán)節(jié)中，變電站作為整個電網(wǎng)網(wǎng)絡的神經(jīng)中樞，起到實現(xiàn)電網(wǎng)調度中心進行集中調度，以及變電站設備能夠無人值守的狀態(tài)的作用；最后，在電網(wǎng)配用電環(huán)節(jié)中，通過在該環(huán)節(jié)中使用物聯(lián)網(wǎng)技術，綜合考慮結合開放頻率的無線通信方式與現(xiàn)有的電網(wǎng)通信系統(tǒng)進行融合，進一步達到配電網(wǎng)絡要求的統(tǒng)一通訊的智能電網(wǎng)解決方案。與此同時，在電網(wǎng)中應用物聯(lián)網(wǎng)技術，可以實現(xiàn)電壓的節(jié)能技術問題，也就是所謂的，通過在科學范圍內適當降低電壓來減少用電量，從而達到物聯(lián)網(wǎng)技術在電網(wǎng)應用中節(jié)能減排的目的。最后，物聯(lián)網(wǎng)技術應用于電網(wǎng)高級計量設施和智能電表中，在充分保障其運行可靠、安全的前提下，通過互聯(lián)網(wǎng)絡對其使用情況進行監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)對用戶使用的是據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并形成只能數(shù)據(jù)庫，為今后應對此類型問題，儲存重要信息。

（2）物聯(lián)網(wǎng)技術應用于通信、配網(wǎng)自動化、智能化電網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術為電網(wǎng)在通信、配網(wǎng)、實現(xiàn)智能化方面提供了有力的技術保障。

①應急通信技術方面的應用

一般情況下，應急通信發(fā)生的時間、地點和情況都是不確定的，指揮中心也就無法及時、有效的確定事故發(fā)生的具體地點，冥冥之中也就增加了指揮中心與事故地點之間聯(lián)系的難度系數(shù)。而傳統(tǒng)做法是，搶險人員到達事故現(xiàn)場后，首先，對發(fā)生事故的原因和問題進行詳細排查和檢查。其次，向指揮中心以電話、視頻等方式傳達現(xiàn)場情況，這不僅耗費搶險的時間，而且并不利于解決事故問題。但物聯(lián)網(wǎng)技術在應急通訊技術方面的應用，大大方便和提高了指揮中心的調度工作效率。一方面，物聯(lián)網(wǎng)技術能夠實現(xiàn)指揮中心和應急處理中心對電網(wǎng)狀態(tài)和設施設備運行的實時監(jiān)測，并幫助其及時的發(fā)現(xiàn)問題。一旦發(fā)生意外情況，物聯(lián)網(wǎng)技術可以對事故現(xiàn)場進行準確的定位，并能夠清楚的反饋回來事故現(xiàn)場設施設備的損壞情況，有利于指揮中心和應急處理中心采取及時、具體、準確的救援措施，避免事故損失的進一步擴大。另一方面，如果同時發(fā)生多處事故，亦可以根據(jù)事故的實際情況，合理調配人員和搶修設備到達現(xiàn)場，即提高了處理事故的效率，也避免了資源配置的浪費。

②配網(wǎng)通信方面的應用

我國配網(wǎng)通信現(xiàn)在的結構比較復雜，具有電壓等級和支線較多、分布面廣以及變動比較頻繁等特點。現(xiàn)有的配電網(wǎng)不能實現(xiàn)獨立通信，需要光纖和載波通信來輔助實現(xiàn)。而現(xiàn)實問題是，配電網(wǎng)點一般固定不做改變，但是配電網(wǎng)的改動次數(shù)相對頻繁，如何調和二者之間的矛盾，這是個問題。恰恰物聯(lián)網(wǎng)技術的出現(xiàn)可以解決這一矛盾，物聯(lián)網(wǎng)技術能夠有效連接配電站點于配電網(wǎng)，僅僅需要通過在配電網(wǎng)設備和它的附件上連接互聯(lián)網(wǎng)，就可以實現(xiàn)和完成配網(wǎng)的通信業(yè)務，同時還可以實現(xiàn)遙控、遙感、遙測等自動化技術。

③智能電網(wǎng)方面的應用

物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)通信中的應用和作用表現(xiàn)在以下幾方面：

增強了電網(wǎng)通訊、控制、測量、電網(wǎng)設備狀態(tài)在線檢測技術，強化了電網(wǎng)節(jié)能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對電網(wǎng)設備的實時監(jiān)測和對事故確定、跟蹤。而且，物聯(lián)網(wǎng)技術與智能電網(wǎng)的結合，不僅保障電網(wǎng)的安全、高效運行，還能夠提高電網(wǎng)的靈敏度和管理效率，更是符合當代社會倡導的節(jié)能環(huán)保、低碳生活的理念。

3.物聯(lián)網(wǎng)技術在電網(wǎng)的應用及未來發(fā)展方向

電力企業(yè)內部也積極展開了電力通信專網(wǎng)的覆蓋工作，實現(xiàn)部分生產(chǎn)場所、經(jīng)營場所接入物聯(lián)網(wǎng)，升級配電自動化工作系統(tǒng)，優(yōu)化客戶服務，提升辦公電話、計量、應急燈等業(yè)務，使得物聯(lián)網(wǎng)真正從內到外，得到充分的發(fā)揮和應用。當今物聯(lián)網(wǎng)技術與電力網(wǎng)絡系統(tǒng)的有效融合，不僅滿足和方便人們對電力的需求，而且對電力企業(yè)而言也是一次革新。物聯(lián)網(wǎng)技術應用于電網(wǎng)系統(tǒng)有利于對輸電技術網(wǎng)絡進行優(yōu)化升級，讓其成為配電網(wǎng)絡的主要通信手段，并且能夠有效改善基礎網(wǎng)絡的輸電通信能力，保證輸電通信網(wǎng)絡的可靠和穩(wěn)定運行。目前，物聯(lián)網(wǎng)總體架構正從垂直一體化封閉模式向以水平環(huán)節(jié)為核心的開放模式轉變，第一次水平化是以物聯(lián)網(wǎng)平臺、端系統(tǒng)為核心，正在經(jīng)歷的第二次水平化是以人工智能、大數(shù)據(jù)處理和邊緣計算等信通新技術為核心。通過更加開放的電力企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的建設，工作重心轉向標準化的通信接入、泛在低功耗的接入、充分的數(shù)據(jù)共享和完善的安全體系構建。

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速增長，正處于大爆發(fā)前的戰(zhàn)略機遇期。物聯(lián)網(wǎng)涉及的傳感、通信、信息、智能化和安全等技術領域發(fā)展逐漸成熟、物聯(lián)網(wǎng)正逐步向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧能源、智能電網(wǎng)等具體行業(yè)應用延伸。未來物聯(lián)網(wǎng)技術不僅會在電力網(wǎng)絡中逐漸提升和發(fā)展，而且還會隨著技術的成熟，促進電網(wǎng)的進一步升級和優(yōu)化。相信物聯(lián)網(wǎng)技術除了在電力網(wǎng)絡系統(tǒng)得到充分發(fā)揮，他還會在其他行業(yè)和領域逐漸發(fā)展成熟，為人們帶來更多的便利。

4.結束語

由于“5G”時代的即將到來，物聯(lián)網(wǎng)技術將世間萬物聯(lián)系起來將變成可能，“萬物互聯(lián)”的夢想也不再遙遠，物聯(lián)網(wǎng)也將進入高速發(fā)展快車道。物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)揮其承上啟下的平臺作用時，更會服務于社會的各種主體，研發(fā)出更多的衍生應用和產(chǎn)品，為社會創(chuàng)造出更多價值和貢獻。