電力系統通信中的物聯網技術研究

張文艷

【摘 ?要】物聯網主要是指憑借射頻識別等現代化信息設備之間的連接，進行智能化的識別與管理。隨著科學技術的發展，我國的變電站、供電單位等電力系統基本實現了網絡信息技術的全覆蓋，根據各個地區的發展需求，建立起了相應的網絡系統。想要更好的實現電力系統中的通信離不開物聯網技術支持。本文首先介紹了物聯網技術，結合我國電力發展實際，分析了物聯網技術在電力系統通信中的應用，希望對相關研究領域提供借鑒經驗。

【關鍵詞】物聯網技術;電力系統;通信

1 物聯網技術

1.1組成架構

物聯網的網絡主要由用戶層、應用控制層、承載網絡、接入層、應用采集控制層等構成，這其中計算機網絡與通信網絡一并構成了承載網絡。

用戶層主要是指為用戶所提供的物聯網應用界面接口，主要包含計算機、客戶端、手機、傳感器等各類用戶設備。應用控制層是由數據庫服務器與應用服務器所構成，具有搜集數據、轉換數據、分析數據等一系列作用，同時實現用戶層的適配與實踐等觸發工作。承載網絡又為通信網絡，比如移動通信網絡、互聯網絡等等，擔負著物聯網接入層和應用控制層的信息通信作用。承載網絡主要包括端至端網絡、樹狀網絡、環形網絡、交叉式網絡等，其聯網形式通常分為無線與有線兩種，無線聯網主要有集群網、全球微波接入互操作網、多載波無線信息本地環路網等;有線聯網主要有互聯網數據線、光纖、語音通信線纜等。接入層和末梢節點一并組成了物聯網搜集信息與控制信息的系統，接入層包括基站節點與接入網關，而末梢節點包括控制模塊與多種搜集模塊，接入層擔負著借助末梢節點信息來搜集信息與控制組網的作用，并及時通過末梢節點往下傳送或轉發信息。

1.2關鍵技術

1.2.1、國際電聯報告中點明了物聯網的四項關鍵技術，即標識事物的RFID射頻識別技術、感知事物的傳感網絡技術、思考事物的智能技術、微縮事物的納米技術。

1.2.2、REID借助射頻信號可以自動來識別并搜集信息，是一種在惡劣環境下的非接觸式自動識別技術，其主要有三方面構成，即標識，讀寫器、天線。標識是由芯片和耦合元件制成，具有著唯一性電子編碼，附著在物體上來識別目標;讀寫器是一種讀取或寫入的標識信息型儀器;天線負責傳遞標識與讀寫器之間的射頻信號。RFID技術通常涉及RFID反碰撞防沖突、RFID天線、適宜的工作頻率、隱私安全等研究工作。

1.2.3、無線傳感器網絡是包括搜集信息、傳送信息、處理信息的一體化網絡信息系統，其具有功耗很低、適宜移動、便于鋪設等很多優勢。傳感器網絡技術主要研究各類測試技術，尤其是網絡化測控技術，此外，還研究智能化傳感器的網絡節點、組織結構、底層協議等。傳感器網絡技術正不斷改善自我檢測及控制技術，日益安全可靠。

1.2.4、智能技術意指在物體中植入智能系統，賦予物體一定的智能性，并借助智能系統來分析物體的各種狀況，及時進行有關處理工作。智能技術主要研究計算機的智能化理論、人工智能、智能化控制系統與技術、智能信號的處理等一系列工作。

1.2.5、納米技術是一種研究0.1nm至100nm材料性質與應用的新興技術，具體包括納米化學、納米電子學、納米生物學、納米力學等眾多科目。

2 電力系統中的物聯網應用技術

電力系統中主要存在兩種關系，就是客戶之間以及客戶和電網公司之間的關系，而物聯網在電力系統中的應用就可以把這兩種關系用網絡連接起來，從而實現數據的網絡連接，提高電網整體運用性。要實現智能電網一體化，電力系統的基層信息采集就顯得尤為重要。要利用好電網信息這個載體，幫助電力系統實現智能電網多元化發展，發掘其潛在價值，從而更好的服務于智能電網的建設。

智能化網絡系統是智能電網能夠順利運行的保障，這個系統主要依靠具備自適應調節能力的統一入網以及分布式管理體系。這個系統可以對客戶的用電信息進行實時實地的監控和采集，通過采集數據分析，整理出最適合的輸配電方式為用客戶服務，這必將是更加安全更加經濟的，從而在根本上提高了能源的利用率。

智能電網中的物聯網技術實現，主要還是通過網絡對數據的采集、傳輸和分析這幾個方面。寬帶給物聯網提供的技術支持，使數據的采集不會受到量的限制。數據傳輸以多種成熟的接入式為主，可以避免傳輸過程中的擁堵。對獲取數據的分析要通過云計算加工廠為終端用戶提供服務。

物聯網是智能電網的開發和應用的根本，隨著物聯網技術的成熟，其能夠在電力系統中得到更加充分的應用。物聯網技術能夠應用到電力輸送、傳輸和分析的各個環節，為電力系統的建設和日常維護、信息搜集等方面提供有效的保證和支持。

物聯網在智能電網的應用中越來越普遍，物聯網不僅能夠為整個電力系統的發展提供有力支持，在家居電力系統應用方面也占有主要位置。物聯網技術在智能家居等系統的應用主要是通過寬帶通信平臺來實現。

3 物聯網技術應用在智能電網的作用

3.1 實現按需發電，避免電力浪費

其實物聯網在我們的生活中就可以看到，例如我們家里用的電表，就是一個傳感器。以往的電網儲電技術不成熟，造成了能源的巨大浪費。而物聯網的應用將這個難題解決了。它主要是通過傳感器的網絡中樞對家庭用電的信息進行搜集和分析，從而確定一個家庭的用電高峰，再將信息返回到發電企業，這樣就可以根據不同時段設計方案，很大程度上避免了電力資源的浪費。

3.2 促進分布式發電

物聯網技術逐漸成熟以后還可以給家居用電帶來全新的體驗。例如，普通家庭可以利用太陽能供電，自給自足，多余的電量可以進入公共電網。

3.3 輸電安全有保障

電力行業運行順暢與否直接關系到國計民生。然而電力系統也是一個復雜的網絡系統，電力運行不僅需要經濟性，更需要安全性，安全的運行才能避免給人民生產生活造成財產損失，保證社會穩定健康發展。我國國家電網采用物聯網技術，不斷提高電力運輸系統的應用技術，構建經濟環保的現代化電網工程。

電網傳感器的實際應用在世博會上就有很明顯的體現。傳統的供電方式雖然在傳輸安全上有保障，但是會造成很大的電力資源浪費。所以要應用物聯網技術，在供電線路上安裝適當的傳感器，利用這些設備來實時監測電網的供電，保證安全性。

3.4 服務水平有待提高

中國移動作為國內最大的運營商，在打造高效的物聯網方面做出了很多的努力。為了構建數字化生態系統，中國移動不斷的推出了安防監控和交通物流等很多打造高效開放物聯網技術的方案，應用到實際生活中，給人們帶來很大方便。

3.5 有利于節約電能

在不同的辦公樓里面，辦公人員對屋內的溫度要求不同，物聯網傳感器可以自己測定屋內的溫度，經過數據整理得出常用溫度，從而對屋內的空調等設備進行智能調節。試驗證明，這項技術能夠在很大程度上節約電能。例如，人在走入屋內的時候，屋內的燈亮，外面的陽光達到一定的亮度，自動窗簾會拉上等等，這些都是通過感應設備連接到計算機上，由計算機進行智能的控制，能夠在最大的程度上減少電能的浪費。

物聯網中的智能交互終端還能幫助家庭用電實現智能化，利用先進的通信技術作為強有力的支持，智能交互終端對家電進行統一的監控，通過對用電信息進行整合分析，整理出家庭用電的高峰期，指導用戶合理用電，節約電能。

4 結語

目前，物聯網正處于起步階段，技術當中還有很多不完備的地方，比如開發與運行成本較高、管理與規劃工作不夠完善、相關資源安排欠缺合理性等，這些都是制約物聯網普及與進步的阻礙，因此需要多方面的協同努力，一并做好物聯網的研發與推廣工作，相信未來的物聯網會成為我國經濟發展的重要推動力。

參考文獻：

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（作者單位：國網山西省電力公司澤州縣供電公司）