物聯網技術及其在電力系統通信中的應用分析

叢 鵬，程曉巖，劉曉明

（1.國網西藏電力有限公司經濟技術研究院，西藏 拉薩 850000；2.國網西藏電力有限公司電力科學研究院，西藏 拉薩 850000）

0 引 言

從定義上講，物聯網通常是指將一切物品通過射頻識別等高科技信息傳感設備和互聯網有效銜接，全面實現智能化管理以及識別的一種高科技技術。毫無疑問，物聯網概念的橫空出世，徹底將之前的傳統思維統統打破[1]。

1 現階段物聯網技術組成架構及關鍵技術

1.1 物聯網技術的組成架構

眾所周知，現階段的物聯網網絡主要構成部分為：用戶層、承載網絡、應用控制層、接入層等。其中，計算機網絡和通信網絡一同構建了承載網絡。具體地，用戶層所主要包含的設備為計算機、手機、客戶端等，其主體就是為使用者提供的物聯網應用界面各種接口。就應用控制層而言，這部分主體內容通常是由應用服務器和數據庫服務器所組成，應用控制層可以起到搜集、分析、轉換數據等作用，并且同時全面實現用戶層的適配和實踐等相關觸發工作。承載網絡的另一種稱謂又叫做通信網絡，其主要承擔著物聯網接入層以及應用控制層的各項信息通信任務。接入層與末梢節點兩者一并構成了物聯網的信息搜集和信息控制系統，接入層主要起到借助末梢節點提供的信息來搜集信息以及控制組網的重要作用，并能夠通過末梢節點進行向下轉發或者傳送各類信息。

1.2 物聯網技術的關鍵核心

據調研，國際電聯報告中明確標注了關于現階段物聯網4 項關鍵核心技術，分別為對事物進行標識的RFID 射頻識別技術、對事物進行感知的傳感網絡技術、對事物進行思考的智能技術以及對事物進行微縮的納米技術。具體地，REID 射頻識別技術可以借助射頻信號進行自動識別以及搜集信息等各項工作，其優點是在任何惡劣環境下都能夠進行非接觸式的各項自動識別工作。無線傳感器網絡從技術層面來講，是一項涵蓋搜集信息、處理信息以及傳送信息一體化的先進網絡信息系統，其最大優勢為功耗較低且便于移動和鋪設。傳感器網絡技術主要內容核心為對各類測試技術（網絡化測試技術）進行系統研究，這一技術正在進行自我檢測以及自我控制等方面的不斷升級，變得更加可靠安全。智能技術有效的賦予物體相應智能性，并且能夠充分對物體各種現狀進行綜合分析，第一時間做出反應，落實相關處理工作。納米技術的主要涵蓋納米體系物理學、納米材料學、納米化學、納米生物學、納米電子學、納米加r 學、納米力學七大學科，這七大學科在現階段可以總體歸納為納米材料、納米尺度的表征和檢測以及納米器件這三大科研領域[2]。

2 現階段物聯網技術在電力系統通信的三大應用

客觀而言，結合物聯網技術最顯著特點以及電力系統通信的最顯著特點，物聯網技術在電力系統通信領域主要有如下三大方面的應用策略。

2.1 物聯網技術可應用于應急通信領域

電力系統通信領域中，應急通信發生的地點和時間往往不確定，這也在客觀上直接導致相關工作人員無法準確鎖定指揮中心以及事故具體地點，這就需要專業搶修人員在抵達現場后，全面排查現場事故狀況，并且通過電話、視頻等傳輸方式盡快向應急指揮中心以及調度中心匯報現場情況。而物聯網技術能夠有效解決這一難題。這一先進的技術可以使應急指揮中心以及調度中心通過對電網工作狀態有關信息、設備運行狀態的全方位智能監測，第一時間為調度中心日常各項管理以及應急指揮提供最準確、最及時的數據信息。一旦發生各類應急情況和突發事件，相關工作人員就可以通過物聯網技術準確將事故現場進行定位，詳細徹底的了解現場設備及相關部件損壞程度以及損壞情況，便于在最短時間內調撥合適的設備進行更換工作。

2.2 物聯網技術可應用于配網通信領域

物聯網技術在現階段可以全面應用于配網通信各項工作中。配網相對于當前所使用的高壓輸變電網，特別是10 kV 及以下電壓等級網絡來說，具有電壓等級較多、配電設備數量較多、電壓等級較多、結構復雜等特點。現階段，根據配網自動化的層次需求，配網通信可以劃分為區調分站層、配網主站層、通信子站層三層，具體結構如圖1 所示。

圖1 配網通信結構圖

根據配網通信的主體特征，現階段的配電網通信暫時無法用采用單一通信方式來實現，主要采用的方式為光纖通信方式、載波通信方式、無線寬帶技術以及租用無線公眾網通信方式來實現。毫無疑問，物聯網的全面應用能夠有效解決配電主站和配電終端間的各種通信問題，能夠通過把配電網的現有一切設備和相關部件全部與物聯網相連，較為輕松快捷的完成配網通信的相關工作任務；同時，還能夠全面實現配網自動化的遙控、遙信、遙測各項信息。當前階段所采用的載波、GPRS 等常見通信技術因帶寬有限只能夠實現“兩遙”（遙測、遙信）信息。相對而言，物聯網技術則能夠充分解決配電終端數量較多、變動較頻繁等各類問題。

2.3 物聯網技術可應用于智能電網領域

智能電網堪稱是一個技術水平先進且可靠、安全、高效的現代化電網。在這項工作中，各電壓等級的電網能夠達到協調性發展，科技含量十足的通信、信息、控制以及傳感測量等技術能夠與電網進行有機的融合，電網系統能夠全面安全運行，滿足“低碳社會”發展的全面需求。具體的智能網絡構架如圖2 所示。

圖2 智能網絡構架圖

現階段，優質的物聯網技術可以為智能電網提供優質的通信技術、測量技術、控制技術支持，還能夠實現遠程抄表、電網負荷節能控制、電網設備狀態在線全面監測、電網事故定位跟蹤等[3]。電網底層的數據一般囊括配電房的開關以及電纜溝的各項信息，這類信息在當前階段還不能用有效的通信方式進行采集和整理，倘若通過物聯網技術進行合理化的聯合，就能夠在第一時間將各類底層信息進行全面采集，促使電網管理各項應急工作從事后處理轉為事前預防，全面提升電網管理以及應急的總體效率。此外，物聯網技術在現階段還能夠廣泛應用于智能交通領域以及工業監控領域，并且在市政管理、環境治理等涉及社會服務的眾多領域起到應有的作用。

3 結 論

物聯網技術已經能夠完全代表下一代信息技術的總體發展方向以及發展趨勢，雖然現階段物聯網技術仍處于一個初期階段，所擁有的技術缺乏一定完善性，但筆者始終堅信，隨著人們的共同努力，物聯網這項技術在電力系統通信領域中必將迎來一個美好且廣闊的未來。