泛在電力物聯網時代物聯網技術在電力系統中的應用

蘇萬豪 劉磊 尚艷勤

摘要：目前，隨著信息技術的不斷發展與進步，物聯網技術在這一背景下的不斷更新壯大，并以其優勢特點被廣泛應用到電網行業中。這兩者的有效結合讓實質為多傳感器的電力系統升級轉化為物聯網系統，并在大數據背景和信息化發展的形勢下使物聯網技術得到進一步優化與創新，因此電力系統在這一基礎上使其高效性、安全性、智能性得到一定程度提升。

關鍵詞：泛在電力物聯網時代;物聯網技術;電力系統;應用

引言

智能電網和物聯網的有效融合，成為一種具有極高戰略意義的新型產業技術，在提升生活質量的同時，還引起了世界各國的高度重視。其中物聯網作為智能電網末梢信息感知中不可缺少的關鍵環節，在電力系統中具有廣闊的應用空間，它能有效整合電力系統基礎設施和通信基礎設施資源，并改善電力系統現有基礎設施利用效率，還可以提高電力系統信息化水平，為智能電網中的多個環節提供重要技術支持。

1關于核心技能

初期物聯網的關鍵與核心技能就是網絡技術和RFID，主要是有效管理各類商品以及貨物，在經濟社會不斷發展的情況下對各類物質有效管理與控制，做到以物換物。物聯網本身就具備智能性特點，可以通過對周邊環境有效感知實現動態自適應現象。與此同時隨著材料技能的不斷進步從而拓展并延伸了物聯網自身的功能屬性，因此物聯網在未來的發展方向是對宏觀物體進行準確操作，并有效精確抑制微觀生物體。現階段只有利用網絡融合技術對傳統網絡導購形體有效運用難度進行限制，才能優化未來全球物聯網運用過程和策略。總而言之物聯網本身具有對事物進行有效標識的RFID技術、探測以及傳感器技能、抑制事物智能化思考技能、有效融合網絡技能以及納米微縮技能。智能抑制技能主要使物體具有一定程度的智能性，在物體中設置職能體系使其轉化為智能抑制系統，并有效運用智能抑制系統充分分析各類物體的具體狀況。智能抑制管理理論的來源是認知運算，當前的最新人工智能發展方向就是認知運算。而以物換物的目標在物聯網中的有效實現離不開對外界環境情況進行學習和感知，并且需要對自身行為習慣進行覺察與感知。

2智能電網與物聯網

我國學者對電力物聯網的研究一直都沒有脫離智能電網。2009年前后，國內智能電網的研究如火如荼地開展，國家電網公司先后啟動了一系列試點工程，將智能電網的建設推向高潮。隨著世界各國對智能電網研究的不斷深入，研究者們開始認識到，智能電網所要實現的是一個美妙而復雜的未來，這似乎與物聯網的終極構想是一致的，物聯網技術可以為智能電網服務。在這樣的背景推動下，物聯網技術走進了電力行業的視野，并緊密圍繞智能電網的藍圖發揮作用。我國學者對智能電網與物聯網的研究，在不同時段有不同的主題，大致可以劃分為兩個時間段。第一個時間段是2013年以前，這是物聯網理念在電力行業興起至扎根的階段，在這一時期內，大家都在認同并形成一個觀點：電力物聯網是智能電網發展到一定階段的必然產物。第二個時間段是2014年至今，是物聯網概念在電力行業鋪開發展的階段，在這一時期，學者們不再集中論證將物聯網引入電力行業的重要意義，而是著重刻畫在不同的“智能”場景中，如何讓物聯網發揮重要作用。

3優化措施分析研究

3.1電力物聯網傳感器研究

感知層是電力物聯網的第一層，通過傳感器實現信息的識別、采集和組織。電力系統復雜多樣，想要實現統一的信息交換和信息處理，就需要合理利用傳感器技術，并在這一基礎上研究統一的信息模型。根據研究的類別不同，現階段研究中，與電力物聯網緊密相關的傳感器主要有3種：首先，最為重要的是無線傳感器，無線傳感器是一個由天線和帶有電磁屏蔽的電路板組成，結構小巧簡單，使用技術已十分成熟，在電力系統的應用中，存在路由策略、統一信息模型、隱私保護、電磁兼容等問題;其次是氣敏傳感器，氣敏傳感器常出現在變壓器油色譜檢測中，是一種測量氣體屬性，并將氣體屬性轉化成電信號的裝置;最后是溫度傳感器，用以測量各種設備環境的溫度數據。

3.2電力系統組網需求

電力傳感網絡場景復雜度高，設計難度大。為達到實時感知電網運行狀態的效果，需要對所有電力設備安裝大量傳感器，負責對運行信息的采集與傳輸。其中，傳感器節點收集的數據對象包括電壓、電流、溫度、壓力及濕度等。通過所收集到的數據來對電網整體運行狀態進行分析，掌握每個設備實際情況和環境狀態。為保證電力環境下可以滿足電網感知需求，傳感器網絡服務對象以及數據傳輸必須要達到如下3點要求。第一，多個無線通信中斷。為實現對電力系統運行狀態的實時監控，必須要配置大量的傳感器節點，負責對用戶電氣設備運行數據進行采集。第二，大量傳輸數據。設置的所有傳感器節點能夠對用電設備運行信息進行周期性發送，且因為傳感器基數大，網絡內待傳輸的數據量也比較大。第三，較高實時性。只有保證收集到的所有數據信息及時傳輸給電力控制中心，才能夠對電網運行態勢進行可靠分析，確保遇到問題后能及時對線路進行調控處理。

3.3應用系統體系架構

在實時感知輸變電系統運行狀態的基礎上，根據不同業務需求對感知層感知到的信息進行針對性地分析與處理，形成包括應用基礎設施、中間件以及各種應用的體系架構，并對物聯網的各種應用有效實現。電力傳感器網絡可以對智能電網全壽命周期中的所有環節產生的信息進行分析處理，為下一階段電網智能化決策、控制以及服務提供依據。

3.4關于平臺化設備管理

不同工況、工藝與設計之間存在的誤差通常會引發設備運行風險，因為之前實時監控數據并不完善，致使評估設備狀態較為落后，并且因為大量的人為因素，基本上不具備預見性。這就需要對設備運行監管體系進行強化，熟練掌握設備的變化和健康情況，及時對設備進行預防性維護，確保設備處于最佳狀態，有利于對在降低運行風險的基礎上對生產效率進行有效提高。首先需要具備科學系統的評價體系，該評價主要涵蓋了整體系統評價、實時分析指標以及準確評估健康情況等，在改造數字化和裝備信息化生產環節不斷加快生產力度，從而營造智能化、高效化以及兩化有效融合的發展趨勢;其次是智能點巡檢，點檢人員的任務是從特有設備中登錄巡檢系統后完成任務的，該工作也是在這一設備中的管理后臺上傳相應數據，實現全面后臺管理;在預測性檢修過程中需要對運行設備主要部位的狀態和存在的故障隱患進行監測和診斷，在設備狀態基礎上對未來發展趨勢進行預測，從而根據預測內容進行針對性的計劃和部署實施。預測性檢修計劃與點巡檢、設備運行情況和維修記錄、成本控制、人員培訓、應急搶修等環節密切相關。

結語

物聯網技術本身是有效結合定位、傳感器網絡等技術，充分協調人與物和物與物之間的關聯，有效運用感知、網絡和應用層面體系結構，在檢修設備、監測運行狀態、智能化監管以及管理資產設備等環節獲得理想成效，從而在技術經濟不斷發展壯大的基礎上有效突出電力系統中物聯網技術的意義和作用。

參考文獻

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