電力物聯網的理念和發展趨勢

王春龍

【摘 ?要】隨著社會的不斷發展，電力行業將會成為一個不老的行業，因此保護電力系統的穩定性和促進我國電力發展有著鮮明的現實意義。而基于物聯網技術和移動互聯技術下的電力設備研發也是電力科學家的重要發展目標，因此進一步加強對其的研究非常有必要。在實際應用過程中不斷推進物聯網技術在電力管理中的應用，從而最大程度的保障電網運行的穩定性，為我國的經濟和社會發展提供高質量的電能供應。基于此本文分析了電力物聯網的理念和發展趨勢。

【關鍵詞】電力物聯網;理念;發展趨勢

1、物聯網技術的特點

1.1、廣泛應用了各種感知技術

傳感器是實施物聯網中最基本的設施，在整個網絡空間內配置了大量的不同類型的傳感器，可以說傳感器就是信息源，其對環境信息是按照一定的頻率進行周期性的采集，并不斷更新，具有較強的實時性。傳感器的類型不同，其所獲取的信息內容與格式也存在一定的差異。

1.2、建立在互聯網上的網絡

互聯網是物聯網技術的基礎與核心，物聯網技術通過各種有線與無線網絡有機融合互聯網，已達到實時、準確傳遞物體信息的目的。物聯網內裝備的傳感器定時采集相關信息，并利用網絡傳輸數量極其龐大的信息數據，進而形成了海量信息，為了確保數據傳輸的精確性與及時性，物聯網技術必須適應各種異構網絡和協議。

2、電力物聯網概念及架構

隨著智能電網的建設發展，電力系統設備開始變得更加智能化和現代化，從而使智能電網與物聯網產生融合發展趨勢。而所謂的電力物聯網，其實就是一個能夠滿足電網基礎設施、人員和環境識別、互聯、感知和控制要求的網絡系統。從系統架構上來看，電力物聯網主要由三個部分構成，即感知層、網絡層和應用層。（1）電力物聯網感知層由感知控制子層和通信延伸子層構成，可以利用智能采集設備和傳感器完成對電網有關電量、環境狀態和機械狀態等多種信息的采集。而利用通信終端模塊，感知層還能夠將物理實體連接到應用層和網絡層。（2）網絡層由核心網和接入網組成，主要負責進行電網信息的傳遞和路由控制。而智能電網對電力信息數據傳輸有著實時性、可靠性和安全性的要求，所以物聯網需要依賴電力通信網進行信息的傳遞、匯聚和控制。在一些特定的情況下，也可以借助公眾電信網實現通信。（3）應用層由電網應用基礎設施、中間件和各種應用組成，可以通過信息處理和計算實現通用服務的可視化，從而為智能電網高級應用的實現打下基礎。

3、電力物聯網應用的實施范圍

配網線路、環網柜、電纜井、開閉所、配變以及電纜溝是主要監測的配網設施。配電網線路的預警以及監測的實施范圍也包括在配網線場安傳感器，從而實現物聯網配網設施的故障預警和在線監測。其中，試點物聯網應用示范的項目選取了四個環網柜、一個用戶配變和一條架空線路，在興慶區進行實施。現場實施的內容包括安裝一系列的傳感器，其中有無限水浸傳感器、無線故障電流傳感器骨干節點、無線紅外點陣溫度傳感器、無線設備溫度傳感器、無線溫濕度傳感器以及無線門磁傳感器。這些傳感器要基于統一的信息模型。同時，要依據當時的情況安裝好骨干節點，從而組成無線傳感網絡。

4、電力物聯網的發展趨勢

近年來，隨著科技的不斷進步，我們逐漸進入全新的信息化時代，軟件對于技術的發展也越來越重要，技術的本質就是創新，是要突破以前的硬件設施，然后把硬件進行虛擬化處理，并且使硬件實現標準化以及統一化，發揮好它們的基本功能，然后利用相關的管控軟件，對硬件的基本功能進行控制，提供更加優質的管控服務。未來的智能物聯網技術的發展趨勢就是基于開源軟件的應用開發環境，把所有的信息進行數字化處理。如果想要實現萬物數字化，就應該滿足兩個基本條件。第一，相關的硬件應該具有優異的性能，應該縮小硬件的尺寸，減少它們的功能消耗，提高加工工藝，降低生產以及研發成本。第二，相關的通訊網絡應該突破時間以及空間的限制，降低網絡的建設成本以及運用成本，加大軟件的研發力度，搭建相應的應用集合，使物聯網的應用范圍以及功能可以得到擴展，提高應用的可靠性以及安全性，建立智能物聯網技術的應用架構以及相關體系，把物聯網的相關標準和應用進行有機結合，從而規范地制定應用方案，有效保證未來的智能物聯網技術可以得到靈活運用，而且具有普適性，更好地服務于各個行業的發展。

4.1、發電環節

在智能電網的發電環節中，目前存在電源結構和布局不合理，電網的調節手段和調峰能力不足等問題，發電機控制系統技術水平和國外相比有一定差距，儲能技術應用研究也處在起步階段。

結合物聯網技術，可以研究水庫智能在線調度和風險分析的原理和方法，開發集實時監視、趨勢預測、在線調度、風險分析為一體的水庫智能調度系統。根據水庫來水和蓄水情況及水電廠的運行狀態，對水庫未來的運行進行趨勢預測，對水庫異常情況下水庫調度決策進行實時調整，并提供決策風險指標，規避水庫運行可能存在的風險，提高水能利用率。

依托國家風電技術與檢測研究中心、太陽能發電技術與檢測研究中心的建設以及物聯網技術的發展和進步，可以加快新能源發電及其并網技術研究，規范新能源的并網接入和運行，實現新能源和電網的和諧發展。

4.2、輸電環節

輸電環節是智能電網中一個極為重要的環節，目前已經開展了許多相關的工作。但是還存在許多問題，主要有：電網結構仍然薄弱，設備裝備水平和健康水平仍不能滿足建設堅強電網的要求;線路設備檢修方式較為落后;系統化的線路設備狀態評價工作剛剛起步。

因此，在輸電可靠性、設備檢修模式以及設備狀態自動診斷技術上和國際水平相比還存在一定的差距。在智能電網的輸電環節中有許多應用需求亟待得到滿足，需要結合物聯網的相關技術，提高智能電網中輸電環節各方面的技術水平。

4.3、變電環節

變電環節是智能電網中一個十分重要的環節，目前已經開展了許多相關的工作，主要是全面開展變電站綜合自動化建設。

可以將物聯網技術應用于智能變電站建設中，建立智能變電站信息監控與采集系統，實現對智能變電站設備、資源、運行狀況的全面監控與管理。建立基于物聯網的智能變電站通信信息一體化平臺，實現變電站信息通信的統一接口。建立完善智能變電站物聯網標準化工作。建立智能變電站狀態監測系統、故障預警與自動恢復系統、自動決策分析系統。建立智能變電站與輸電系統、調度系統、分布式發電系統的物聯網接口，將智能變電站納入整個智能電網的物聯網體系。

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（作者單位：國網太原供電公司）