物联网技术在电力系统中的应用探讨

摘要：我国为了快速创建低碳节约型、绿色发展型的社会，急需科学地规划输送及使用能源的系统。而电力系统是制造、输送电力能源的主要承担者，相应地也迫切需要革新内部的管理及技术应用。现阶段，国内外均在电力系统中，大力发展智能电网。这种电网具有很多优势，如可靠性强、能源使用率高等，与国内的国情及发展战略非常吻合。而其中的物联网技术则可以充分实现电网通讯的自动化、信息化，并将电力管理效率大幅提升。基于此，本文从电力系统角度，概述了物联网技术及其应用，仅供参考。

关键词：电力系统  智能电网  物联网技术  应用

伴随现代科技的快速进步以及社会的不断变迁，物联网技术被越来越广泛地应用在现代电力系统中。在这样的背景下，电力系统的规划建设得到了进一步强化，可以通过智能化的电网管理和控制，实现更加高效的发展。鉴于目前的电网建设中，依然存在一定的缺陷，故此必须大力开发、应用物联网技术，以确保大力系统得以正常、高效地运行。

一、物联网技术概述

1.基本特点

从本质上看，物联网技术是指借力于通信、射频识别技术实现一种的现代网络技术，可以基于整合这两种技术，形成一个网络系统结构，并达到共享信息、营造更适合业内发展及运行环境的目的。而物联网作为运营中的主要载体，能构架一种连接模式，以有效结合现实世界语虚拟化网络，形成一个先进的网络架构，以此来拉动社会经济的不断增长。此外，作为新的产物之一，物联网结构更加复杂、标准也不统一，安全问题十分突出。其中的传感器为了长期完整地维持网络，传感网络应能自愈，以避免环境、人为因素带来影响。而RFID技术会事先在物品中置入电子标签以便实时监控，但却会引起个人隐私暴露问题。此外，一旦网络被黑客攻击，往往会引起更严酷的安全问题。所以，在物联网技术推广应用的过程中，必须平衡好信息化与安全性能。

2.体系架构

（1）应用层

在应用层中，能按各项业务需求，来分析、处理感知层中的数据信息，而主要的组成部分有应用设备、中间件、基础设施。其中的应用方面关系到智能电网的整体生命周期管理、产品生产过程，在智能识别、模式运算等的支持下，快速综合分析、处理电网信息，促进网络展开智能化决策，以此来进一步提升控制、电力服务水平，在加快电力业的发展方面意义深远。

（2）网络层

通过网络层，可以充分融合、扩展不同的通信网络，比如，无线传感网、宽带、公共通信等。基于此，能传递应用层、感知层间的信息、控制路由器等，最终增大大量感知、传输信息的安全、可靠性。针对智能电网，基础支持是电力通信网，补充部分为公共电信网，再汇聚、传递、控制信息。通过电力通信网，能够形成一个更便捷的双向通信平台，提高电力物联网的带宽水平。

（3）感知层

一般感知层往往在若干感知对象的感知节点中分布，并且基于自组织模式，来创建感知网络，以此来智能化地识别、协同感知、处理、自动控制电网对象、作业环境等。基于现代微机电系统内部的传感器，借助智能采集、传感器等，来智能识别、搜罗电网中的发输变配用电、调度等阶段中的状态变化信息。

二、在电力系统中物联网技术的有效应用

1.发电中的应用

在智能电网中，有大量引进清洁能源，例如，风能等。据我国能源局调查的数据显示，2019上半年风电一共新增并1601万kW的网容量，到6月底，网容量累计升至1.54亿kW。虽然这样国内风力发电领域的弃风限电问题还是很严重，单单2015年便有浪费2000亿kW·h电力，损失已经超过百亿。目前有50%的风电厂还是未出现盈利现象。而通过物联网技术，能将传感系统安装在风机设备中，并且在传感测量、挖掘技术的支持下，分析天气变化带给风机的影响，再基于此适当调整风机运行，以防止弃风限电。而调度中心通过无线通信，还能掌控实时的风力机出力水平，更好地掌控调度，以此来控制分布式的实际电源出力，大幅提升清洁能源的实际使用率。

2.输配电中的应用

在电力系统中，输配电领域至关重要。在输电领域，物联网技术主要应用在设置、安装传感器的领域。在电力输配电中，有关工作人员可在输电电力线路中，设置一定的智能化传感器，来实时动态地监测线路当中的输配电情况，并且及时地向监管中心，反馈线路当中的损耗、异常等消息。基于此，工作人员再按调度人员给出的优化设计，来调整输电系统中设计的方案。此外，在电力系统当中，也开始逐步兴起无人机检验、巡查等。其中有结合无人机和物联网技術，并利用无线通讯，引导工作人员更好地掌握输配电中的实际情况。在5G时代下，有进一步提高物联网中的通讯质量、速度等。而基于5G技术，无人机还可大幅提高图片的拍摄、传输量及其质量，灵巡检更加可靠、有效。结合物联网技术后，无人机在巡检时，可不再受地理、环境等的不利影响，实行可靠性更高的巡检，以此来增大国内电力输电能力。针对配电领域，有大量引进全新的分布式电源，形成各种新的生活器具，如电动智能汽车、家用智能电器等。这种电源接纳能力很强，在电力系统中引进物联网技术，可以跟踪实时变化的负荷曲线，以此来掌握电力系统的作业情况。

3.变电中的应用

在电力变电领域，通过智能物联网技术，能帮助变电站变换电压、电流，形成智能化模式这样在变电站，便能自动采集信息、数据，把控电压变换与测量，降低人力支出。长时间地使用变电站，需要定时检测、维修。通过智能物联网技术、5G模式，可按变电站当天操作情况，实时更新结果。在进行检测时，获得的数据结果会被及时传送到维修人员，以帮助他们进行分析、并采取维修决策。通过结合物联网与5G，能更高效率地检测，令变电站更加安全地运行。另外，在对地下电缆检测时，会先通过物联网技术与地下电缆联系上，再检测各个关联电缆，并且及时向检测部门输送结果，再由其分析这些结果，且以绝缘情况、输送数据分析最为重要，可影响到电缆的运用。伴随5G技术的发展，可通过物联网与5G技术，检测、预防变电站、城市地下电缆等问题，令变电站得以安全工作，促进变电系统提升完整、安全度。

4.用电中的应用

在电力系统中，通过物联网技术，可以融合无线开放频率通信和既有电力通信，形成一种与智能电网相吻合的配电网，以此来统一解决通信方案。而灵活负荷则令AND可以主动地管理、控制，并且基于物联网技术，主动涉足ADN运行管理领域。例如，当前兴起的电压节能技术，就是通过物联网技术实现的。通过智能电表、计量新设施等，分析判断用电设备，在安全可靠的基础上，适当地减少电压进而降低用电量，以此来响应国内节能减排方针。自进入新世纪以来，世界范围内的电动汽车量一直在持续增长，通过AND来可靠有效地进行管理也逐步发展成为研究热点之一。例如，通过物联网技术，能够综合考量EV的行驶运行习惯、整体负荷特征等。从市场电价、整个ADN运行出发，更好地管理EV系统充放电，建立起专门的运营新模式。

三、结语

综上所述，通过物联网技术，实现了人与物、物与物的便捷互联。在电力系统，通过应用物联网的三层构架形式，得以更加高效地智能化采集、传输、分析电网运行的信息数据、应用情况。目前，在组建智能电网、检修运行设备、监测作业状态、设备巡检及管理等方面，物联网技术的整体应用效果均十分理想，极大地推动了智能电网的健康发展。

参考文献

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作者简介

吴振田（1980-），男，汉族，广东揭阳人，本科，电力工程技术工程师，从事电力通信及自动化技术相关研究。