物联网技术在智能电网监测中的运用

李 蹊，李则戎，黎嘉乐

（1.广东电网有限责任公司东莞供电局，广东 东莞 523000；2.南方电网深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000）

1 物联网技术的概述

“物联网”这一概念最早由美国比尔·盖茨提出，后经过技术的不断发展，被人们所熟知。2005年，国际电联组织机构将物联网基本概念确定下来，被认为是地球上所有物体的超强互联。物联网技术与互联网技术不同，它是在后者基础上的一种延伸，并能够进行自动识别、网络通信、无线传感、实时定位等，可将大量物体互联互通，从而形成自身的网络体系。从广义上来看，物联网技术能够帮助人们随时随地将任何物体进行信息之间的交换，以便于自身的生活。从狭义上来看，物联网技术就是利用各个物体之间的传感器联系在一起形成的一种局域性网络。通常，物联网的架构主要有三层，分别为感知层、网络层和应用层，其中感知层包含了各种传感器和传感器网络，能够识别不同物体，同时进行重要信息的采集；网络层包含了计算机、网络等设备，能够及时传输和处理相关信息；应用层是应用者与物联网之间的接口，可以实现信息的交流，最终进行相关技术的应用[1]。

2 物联网技术与智能电网之间的联系

物联网能够将万物互联，同样也能够与智能电网连接，并利用各种传感器感知智能电网的运行状态，从而达到监测的目标。智能电网主要包括变电、输电系统，管理人员可以在各个系统内设置相应的传感器，搜集变电、输电系统信息，通过物联网传输给管理人员。这样能够降低整个系统的运行风险，同时还可以减少管理成本，为整个电网的发展提供有利帮助。因此，物联网技术与智能电网之间存在较强的关联性，物联网技术的存在能够帮助管理人员实时掌握智能电网各种信息，智能电网也能够拓展物联网的运用环境，从而更好促进物联网技术的进步，为整个社会信息网络的完善奠定良好基础。在今后的应用中，相关人员应处理好物联网技术与智能电网之间的关系，以推动国家和社会的稳定发展[2]。

3 智能电网物联网检测系统的构建

3.1 系统架构分析

实现物联网技术在智能电网监测中的应用，就要完善智能电网监测架构。可积极采用近距离无线通信技术，将ZigBee、WiFi、蓝牙、红外通信、超宽带无线通信等技术充分融合，不断扩大物联网在智能电网监测中的运用范围，提升监测效率和监测准确性，更好为智能电网发展服务。在智能电网监测架构中，ZigBee囊括了路由器节点、监测中心、协调器节点以及终端节点等，可以监测到智能电网中输电线路、输电设备、变电设备的各种信息，如温度、电流、电压、张力等，帮助管理人员做好预案处理，降低故障发生率，确保智能电网的安全性。

3.2 智能电网实时监测

智能电网包含的设备、系统较为庞大、复杂，管理过程中需要相关人员制定详尽的方案，同时要掌握更多的有效信息，以确保整个智能电网系统的安全。物联网技术的出现，能够节省电力企业人力、物力，在减少管理人员操作流程的同时提升运行效率，做到对智能电网的实时监测。利用物联网对智能电网进行实时动态监测，就要基于智能电网在塔杆、输电线路、变电设备等各个传感器搜集相应的数据，做到数据信息的实时性、动态性、有效性处理，发现故障及时处理，找到智能电网运行存在的各种问题。管理人员应建立一体化的智能监测系统（见图1），同时制定监测参数、监测性能指标，增强监测数据的通用性，确保各项数据能够被各个部门捕获并运用。该系统主要由IED、管理模块、不同监测设备、智能传感器、EPC电子标签等构成，可实现对电力设备的实时监控，增强系统的监控能力[3]。

（1）基础设施。该监测系统主要包括主IED群、RFID模块、GPS模块、数据存储器、传感器等，满足物联网通信、实时数据管理、监测诊断分析等功能需求。为进一步提升基于物联网技术的智能电网监测成效，系统中还增加云模型开发、测试工具等基础单元，系统可拓展性较高。

（2）数据存储。当传感器、智能电表采集到的数据传输到智能电网监测系统中后，由主IED对数据进行分析和处理。但受传感器数量、智能电表数量、数据种类等的影响，传输到主IED的数据量非常庞大，往往需要通过数据存储器将其保存在监测系统中。该过程中尽量选取分布式存储方式，且要保证数据存储器与主IED间通信顺畅，避免数据丢失或调取异常。

（3）智能诊断。主IED通过分析各项数据对线路、设备运行中的故障进行初步诊断。再在该基础上开展现场检查，借助数据存储器中的历史数据、同一类型故障数据等形成针对性处理方案，减少不必要的资源浪费，真正实现实时监测、快速定位、高效处理，从根本上改善物联网技术下智能电网监测系统的运行成效。

图1 一体化智能监测系统结构图

3.3 功能单元优化

（1）管理优化。物联网技术下的智能电网监测系统管理时应将重心放在技术管理和通信管理两方面。技术管理时要注重物联网技术的创新和应用，依照管理决策、信息服务、技术支撑、资源管控等情况，形成与之相适应的物联网监测系统，使其与智能电网监测需求全面融合，实现监测效益的最大化。通信管理时要注重物联网通信规约，依照智能电网监测需求制定统一的通信标准，保证各单元均能够按照通信规约、数据标准等进行数据传输。例如，采用无线、光纤等形式快速获取和传输各项数据，提升物联网智能监测效益，在监测到异常信息后第一时间分析、处理并报警。

（2）显示优化。传统电网监测平台中大多直接展示运行状态数据、设备性能数据等。受自身信息数据不足，显示内容过于复杂等因素的影响，在监测过程中容易出现漏洞，从而导致电网监测结果准确性大打折扣。利用全景信息技术，可以实现管理人员、管理部门之间信息的实时共享，将有限资源进行整合，在基础数据之上构建全景模型，对可能遇到的各种问题进行模拟，帮助管理人员做好风险预案。例如，借助全景模型展现电力系统标准化建设情况、各部分运行状态，然后结合该模型中的数据及异常信息及时调控和优化，为智能电网的发展打下坚实的基础。

（3）风险优化。智能电网监测时应定期开展风险评估，从风险要素、监测有效性等分析物联网技术下的智能监测工作效果，最大限度降低可能出现的误报、漏报等问题。必要时还可在功能系统中增加第三方监测，将全景展示中的各项内容与第三方监测人员共享，通过专家评估、专业技术人员监测等增强物联网环境下智能电网监测系统运行的准确性、有效性和可靠性[4-6]。

4 结 论

物联网技术与智能电网技术存在较强的联系，物联网技术能够为智能电网的安全运行保驾护航，可以实时监测智能电网运行中存在的各种问题，一旦发现运行漏洞、故障能及时预警，从而降低智能电网风险发生率，确保满足国家、民众的用电需求。新时期智能电网监测工作开展时，相关人员需做好物联网系统改革和升级，提升监测的实时性、有效性和可靠性；要构建实时全景监测体系，实现全寿命、全周期运行监测，从而进一步推动智能电网的建设和发展。