(深圳供電局有限公司,深圳 518001)
隨著工業化與信息化的不斷推進,智能電網的建設已經成為我國電力行業的巨大的歷史性工程,也是電網發展的必然趨勢,“電網2.0”是否能夠穩健的完成其使命需要大量的技術支持。物聯網技術是一種應用十分廣泛的現實世界數字化技術,它是新時代物物互聯的信息載體,如何將物聯網技術應用到智能電網的建設中是一個挑戰性極強的工作。如何通過物聯網技術使得智能電網中的信息傳輸快速準確且安全穩定,是一個非常重要的課題。
智能電網的建設是以高度集成的、高速雙向通信網絡為實現基礎的,其建設目的實現可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的電力傳輸。在智能電網建設過程中會使用到傳感器設備與測量技術、先進的設備技術、前沿控制方法以及決策支持系統,將現代控制、信息、通信、網絡技術與電力技術相融合,通過大量先進設備與技術的使用使得電力系統能夠實現自愈、用戶保護、攻擊防御等功能,在滿足新時代用戶多種多樣的用電需求的同時保證電力市場以及各種企業資產的優化高效運行,如圖1。

圖1 傳統電網與智能電網的比較
智能電網是一個多種信息流高度融合的網絡,它具有強大的電網基礎支撐,能夠很好地抵抗外部干擾與攻擊,為大規模清潔能源和可再生能源的接入提供了諸多便利。大量的信息展示與控制技術可以實現電網全景信息的實時展示與遠程控制,這使得電網中發生故障時可以實現故障點的快速發現以及故障的快速解決與自動恢復,可以很有效的避免大面積停電或其他問題的發生。建設智能電網可以實現各種信息的高度集成、使用與共享,可以為管理層提供全面細致的電網運營狀態圖,這為相關預案、決策的制定及實施提供了極大地支持。另外,智能電網可以實現雙向互動的服務模式,能夠使得用戶便捷的了解供電的各種信息從而實現用電的合理化安排。
物聯網是一種通過互聯網、傳統電信網等信息承載體實現普通物體互聯互通的網絡,一般情況下物聯網使用無線網絡進行通信,通過物聯網,中心計算機可以實時的獲取機器設備的當前信息,如溫度、濕度、可用程度等等,同時可以通過物聯網實現節電設備的實時控制,當設備發生故障時可以通過遠程操作實現節點設備的重啟等操作。物聯網將現實世界數字化,使得所有的物體都變成可以通過網絡進行連接的信息節點,它已經被廣泛的應用于工業制造、健康醫療、智慧城市、智能電網等諸多領域。
電力系統包含電的生產、輸送、配置、使用等諸多過程以及過程的監控,這期間需要使用大量的電力設備以及監控設備,為了保證單力系統各個組成部分如電源的升壓變電所、輸電線路、負荷中心變電所、配電線路等的安全、穩定、經濟運行,必須要在不同層次上根據不同要求配置各類自動控制裝置以及通信系統,組成信息與控制子系統,這些系統可以很好的實現生產過程與其他各環節的測量、調節、控制、保護、通信和調度,最終實現電力系統的安全與穩定。
21世紀傳感器設備不斷的發展,由原來的固體傳感器發展到現在的智能傳感器,這些傳感器設備不再是簡單的監測裝置,它已經變成了一種具有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯網通信功能的人工智能設備,這就使得各種大型工業生產的各個環節得到很好的支持。附加上網絡與各種計算機設備的蓬勃發展,以新型智能傳感器為無力支持的物聯網已經能夠很好的完成電力系統這種復雜型系統的節點測量、控制以及故障自愈。在電力系統的各種檢測與控制過程中,常用的傳感器有電壓傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器,等等,通過這些傳感器的使用可以及時的獲取電力系統各個環節中設備的電壓電流以及工作環境,以保證電力系統設備能夠正常穩定的工作。
電力系統是一個無比巨大的系統,并且各個環節的危險性、不穩定性是無法人為干預的,特別是在各種環境無法控制的情況下,想要最大程度的保證電力系統安全穩定的運行,不可能完全靠人力巡檢,并且不可置疑的一個現實狀況是,由于現代社會生產生活對電的需求呈現井噴式增長,即便是人力巡檢也無法實現各個環節的無故障保障以及瞬時故障恢復。物聯網的快速發展為電力系統的諸多問題帶來了解決希望,傳統模式下許多控制系統只是對電力生產傳輸等環節做直接的控制管理,而物聯網卻可以進一步的實現對控制系統的監管,這樣一來,不管是直接生產環節上的節點設備與過程,還是附屬于主業務的節電設備與工作,都可以實現實時的監管,更多的是實現電力系統每一個環節的自薦與自愈,使得電力系統更加完善與健全,從生產到使用每一個環節都能夠得到有效的保障。
新時代對龐大的電力系統的要求越來越高,不管是生產還是輸送、配置,都要求實現每一個環節的安全穩健,單純的依靠傳統直接控制系統已經無法滿足時代的需要。各類傳感器設備、計算機設備、網絡的發展,催生了魯棒性越來越強的物聯網,物聯網在電力系統中的應用具有可行性且意義巨大,在不斷地促使電力系統高效文件的運行。