面向智能电网的泛在电力物联网技术及其应用

谢康

摘要：智能电网与物联网作为具有重要战略意义的高新技术和新型产业，已经引起了世界各国的高度重视，美国、日本等发达国家纷纷将其列为国家战略。我国政府也极其重视，不仅将物联网、智能电网上升为国家战略，而且在产业政策、重大科技项目支持、示范工程建设等方面进行了全面部署。智能电网和物联网技术的发展，不仅能够创造一大批原创性的具有国际领先水平的科研成果，打造千亿级的产业规模，占领技术和产业的世界制高点，也将大大促进信息通信、智能电网与物联网的相互渗透和深度融合。建设泛在电力物联网，引领以信息化、自动化、互动化为基本特征的、以全方位多维深度感知为基础的新一輪电力工业革命，促进电力工业的结构转型和产业升级。

关键词：智能电网;物联网技术;泛在电力物联网

引言

伴随着坚强智能电网概念的提出，许许多多与智能电网相关的新技术也不断涌现，而面向智能电网的物联网技术的出现只是其中之一。物联网技术的不断成熟，将大力推动泛在电力物联网的建设。泛在电力物联网，就是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。从某种意义上来说，泛在电力物联网是社会不断发展的必然结果，物联网技术的有效应用能够整合优质资源，在这个基础之上提高电力通信水平，为根本性改善新形势下电力系统基础设施的利用率奠定坚实基础。与此同时，利用互联网的各项感知技术能够有效获取其各个环节的相关信息，进而实现实时监控的目的，确保电力系统的高效、安全、可靠运行，而这也正是本文研究的关键所在。

一、面向智能电网的泛在电力物联网基本架构

智能电网和物联网的融合发展将深深影响我们的生活，提升我们的生活品质，不仅能够实现电厂、电网以及智能电网各环节之间的互联，也将实现电网与用户及终端设备的互联，将使世界更小，沟通更畅通，生活更智能、更节能。

物联网技术的核心技术是无线传感器网络（WSN）技术。无线传感器网络技术对物联网的发展有提纲挈领的作用，是其他层面技术的整合。面向智能电网

的物联网分为三个层次：

1.1感知层

感知能力已成为物联网的基本要素。它主要是利用各种射频识别技术、传感器、微机电系统和二维码技术等，对信息进行收集。感知层收集信息后利用模式识别等技术进行自动化信息识别。在有线和无线通信基础上对监控数据进行传递，保证运行的数据安全可靠且满足传输效率需求。

1.2网络层

网络层的任务是传递采集、识别以及控制的信息，也可以称之为传输层。为了保证传输的数据覆盖全面和精确，网络层以电力光纤网为主，辅以通信网、无线网、宽带网，连接物联网与智能电网专用通信网络，并根据需要灵活采用通信技术进行数据转发和设备接入。接入网和核心网组成的网络层保证了物联网与电网专用通信网络的高速和双向。

1.3应用层

应用层主要负责对获得的信息进行存储、挖掘、计算、整理、呈现等，高级

应用还可以给出智能的分析结果，为作业人员、企业领导提供决策参考。应用层的基础设施为智能电网提供通用基础服务、信息处理及资源调用接口。面向智能电网的物联网技术涉及智能电网的发电、输电、配电、用电等各个环节。为了电网智能化的控制、决策和服务，运用智能计算、模式识别、边缘计算、大数据分析等技术实现对电网相关数据的分析整合处理，最终为综合能源服务提供数据支撑和决策依据。

二、新形势下泛在电力物联网技术在智能电网中的应用

2.1泛在电力物联网技术在智能电网生产检修中的应用

智能电网是一个非常复杂且强大的系统，需要各种高新技术和先进的科学技术做支撑，因而需要拥有一个准确、高效的管理体系进行管理，才能够确保相关工作的顺利进行。物联网所具备的射频识别技术能够在特定条件下识别不同标签，对每一种物件进行无误跟踪。将物联网技术应用到智能电网的生产和设备检修中不仅能够提升其工作效率，某种程度上还能够提升其准确率。例如：对于智能电网中的输电设备可以贴上物联网的标签，这样工作人员就可以通过相关设备观察到设备的运行状态，倘若出现故障能够及时发现并解决，为智能电网设备的管理提供便利。再者，物联网应用到智能电网中不仅能够满足其生产和设备检修高层次要求，还能够实时采集设备电流、功率等相关数据，在此基础之上对设备的过载、重载情况进行统计分析。物联网的另一个特点就是在有网络情况下手持终端便能够进行相关工作，智能电网的工作人员也能够实行远程信息交流。从另一方面来说工作人员能够在最短时间内发现电力系统在某个地方出现故障，能够将信息传输相关部门，便于工作人员及时处理设备故障，为电力系统的高效、平稳运行创造条件。

2.2泛在电力物联网技术在智能电网调度运行中的应用

智能电网系统涉及范围比较广，因此其运行难度相对来说也比较大。换一种方式来说，智能电网的运行需要实时监控与预警，我们都知晓物联网感知层存在多种传感器的终端设备，而这些传感器的终端设备能够获取所需要数据，知晓电网的各种运行状态，根本性实时监控智能电网运行状态。除此之外，物联网技术有效应用到智能电网中还能够对气象水文等进行检测，从表面上来看这些数据没有实质性意义，但是从深层意义上来说这些数据能够为智能电网负荷预测提供理论依据，为制定出行之有效的电力系统调度计划创造条件，为智能电网的稳定发展奠定坚实基础。

2.3泛在电力物联网技术在智能电网营销业务中的应用

将物联网技术应用到智能电网中可以优化其电源管理和储能管理，而这两项业务主要是依靠通信信道、主站以及智能监控。另一方面，物联网技术应用到智能电网中可以实现智能家居服务。智能家居顾名思义就是远程监控家庭用电，一定程度上能够减少电能浪费，在节能方面发挥着积极作用。智能家居在特定条件下，用户通过某种终端同家里面的用电设备有效连接起来，是智能家居环境的再造，在各方面都得到保障的基础上利用终端设备查看用户用电情况，这样就能够实时监控家庭用电情况。智能家居作为智能电网的一项特殊且重要的业务，从某种意义上来说拓宽和延伸了其营销渠道，更是综合能源服务的具体体现。值得一提的是，物联网技术应用到物联网中还能够对用户信息进行监控，在采集和整理信息的同时，为用户提供更多优质服务，为整体提升智能电网的形象提供了可能，相应的智能电网竞争力也得到大力提升。

三、结语

随着电力工业和人工智能等新技术的不断发展，智能电网建设受到了人们的广泛关注，智能电网对信息化、自动化和互动化有着较高要求，那么就需要将先进的物联网技术应用到传统电网各个环节中，从而推进泛在电力物联网的建设。实践研究表明，通过融合渗透智能电网和物联网，可以对通信基础设施资源、电力系统基础设施资源和用户终端设备资源进行有效的整合，电力系统运行的信息化水平得到提高，更加高效安全的使用电能。接下来，还将深入研究，对智能电网中物联网技术的应用方案和泛在电力物联网的建设方案进行健全和完善。

参考文献：

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