物聯網技術在電網的應用

江蘇電力信息技術有限公司 江潮洪

引言：自中共十九次代表大會召開以來，我國就將加快建設制造業強國，發展先進制造業，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟之間的深入融合提上計劃日程。隨著我國對各項事業的政策支持，以及當今社會互聯網經濟迅猛發展的帶動下，發展和應用物聯網已經在各行各業中慢慢滲透和體現。傳統的企業競爭靠的是品牌的影響力，而新時代下靠的是物聯網所提供的平臺，是物聯網深入發展的一個系統。在移動互聯網迅速發展的時代背景下，物聯網是繼電商經濟之后又一個重大發展機遇。由于將要迎來互聯網的5G時代，將物聯網技術運用在電網行業并進行推廣，相信將會成就一個智能化的電力系統新時代。這篇文章想通過對物聯網這幾年的發展概況進行簡單介紹，并就物聯網技術在5G時代即將到來的大背景下，其在電網中的應用進行分析和討論。

自2009年8月上旬溫家寶總理在無錫視察時提出“要在激烈的國際競爭中，迅速建立中國的傳感信息中心或'感知中國‘中心’”的講話精神以來。為加快建設國家"感知中國"中心，推動中國傳感網產業的健康發展，引領信息產業第三次浪潮，培育新的經濟增長點，物聯網就正式被列為中國五大新興產業之一，物聯網的發展前景和將來對中國經濟的影響力肯定會引起全社會的高度關注。目前新一代的物聯網技術除了應用發展到中國社會生活的和生產的方方面面，而且還在各行各業中得到充分發揮，伴隨著5G通訊技術的逐漸開發成熟，電網系統中的多傳感器系統也已經建立并發展形成一個較為成熟的物聯網系統。

1.概述物聯網及其涵蓋領域、特點、不足

1.1 物聯網的概念

專業術語中，物聯網技術是一種網絡技術，它以建立在互聯網絡上為基礎，并通過這個核心網絡實現物與物之間的有效連接。物品和物品之間通過用戶端的有效地延伸擴展，從而進行通訊和信息交換。而通俗點來講，物聯網就是通過在物體上植入各種微型感應芯片使其變得智能化，然后借助現代無線網絡技術實現人和物體之間的“溝通”，以及物體和物體之間的“交流”。

1.2 物聯網技術涵蓋領域

物聯網技術被當今社會應用到多各個技術領域，包括公共交通、工業、教育系統、醫療、環保、城市市政建設、電子通信網絡、國家電網等。人們生活的反方方面面現在都涉及到物聯網技術的應用，也可以這樣說，不論是對社會經濟的發展還是提高人們生活質量，物聯網技術都起到了巨大的推動作用。隨著物聯網技術的逐漸成熟，他已經涵蓋了很多行業的很多方面，例如：傳感器技術、通訊射頻識別技術、嵌入式系統技術等等，相信在不久的未來，物聯網技術還會伴隨著社會的發展延申和發展到其他專業領域，現在先簡單的介紹其在這幾方面的應用。

（1）傳感器技術是指：能夠感受到被測量，并按照一定的規律進行轉換成可用輸出信號的器件或裝置。傳感器技術是互聯網技術中應用的關鍵技術，他是獲取各方信息的重要通訊手段，如果沒有傳感器技術，信息將無法進行有效的獲取，進而影響信息傳播等后續技術應用。傳感器的技術應用領域、種類很多很廣泛，致使其應用的原理各有不同而已。再比如說，其還被廣泛使用于電子秤、精確控制空調制冷劑等上面。

（2）通訊射頻識別技術是將無線射頻技術和嵌入式技術融合在一起的一項綜合技術，跟條碼掃描技術相類似，但又有所區別，他也屬于傳感器技術中的傳感方式之一。通訊射頻識別技術在日常生活中很稀松常見的，比如我們經常接觸到的門禁系統、自動收費、車輛識別系統、物流實時跟蹤系統等。總的來說，通訊射頻識別技術是一種具備簡單實用性，且易于操作和適應性強的自動化控制應用技術，對于智能化升級技術有者較強的輔助作用。

（3）嵌入式技術是將軟件、傳感器、集成電路、電子應用等技術綜合應用在一起的復雜技術，技術原理通俗的來說就是將接收到的信息進行分門別類地整理的一個過程。嵌入式技術的應用范圍廣闊，像小到我們日常生活中使用的收音機等電子設備，大到國家航空航天衛星系統，都需要應用嵌入式技術。同時，他也是各種衍生技術的基礎。

1.3 物聯網技術主要具備以下幾個特點

首先，物聯網技術是通過利用通訊射頻識別技術和數據通信技術等整合而成的一個網絡技術。它的最主要特點就是可以為社會上各行各業的信息交流和發展提供便利條件，并能夠實現信息和技術的共享。通過已經設定好的規范，在物聯網里進行主體之間的交流，從而達到一定的目的。其次，物聯網作為信息交流的媒介，能夠把實體存在的萬事萬物與互聯網中的虛擬世界融合在一起，形成一個整合、統一的網絡。一旦物聯網技術足夠成熟，全世界的運轉包括信息運轉在內都會以這個整合完善的互聯互通網絡作為基礎，進行社會事物的處理和運營，所以說，物聯網技術具有聯通現實與虛擬，此處與遠方的效果和特點。再次，物聯網技術的應用是一個系統工程，它主要由運用系統做支撐，傳感網絡系統做信息傳輸的端點，業務應用作為信息分類整合依據，無線通訊系統作為信息傳輸的支持。

1.4 現今物聯網技術不成熟之處

如今，我國正大力支持和發展物聯網技術，但是由于該技術現在還不夠成熟，缺乏合理的規范對其發展進行指導，沒有標準的操作流程進行實際運行和操作，缺少統一的物體編碼對接物聯網技術，而且，最重要的是物聯網技術作為與網絡技術相關的應用，其信息安全仍然是物聯網技術急需解決和攻克的技術難題。并且，隨著時代的發展，物聯網技術需要進一步發展和完善，配套的研發和改善進度人不能滿足現有需求，因此，這也是需要物聯網行業高度重視的問題所在。

2.聯網技術在電網的應用

2.1 電網應用物聯網的技術特點

電網體統融合應用物聯網技術在學術上稱之為電力物聯網技術，該項技術指的是：電網系統中各種電力設施設備之間、設施設備與操作人員之間通過不同的傳感器而形成的一個智能網絡。電力物聯網技術的主要特點有：環保、節能、運營安全和穩定、保障操作人員和使用人員的人身財產安全，并且可以積極推進電網作業和管理“泛在、可知、可控”體系的建立，建設智慧企業，引領具有卓越競爭力的世界一流能源互聯網企業建設。

世界經濟在近年來的快速發展，對能源的需求量也在日漸持續增長，如果能夠建立起堅強的智能電網，則能夠充分實現物聯網技術與智能電網相結合后全面的智能化控制系統。通過運用智能控制的手段，對電網系統中的發電、輸電、變電、配電、用電和調度等環節進行全面的智能化管理和控制，從而達到安全、高效、全面、節能的管理效果。而物聯網技術作為堅強智能電網的基礎，通過對其在電網的應用和推動，實時的對國家電網、變電站、配電線路、用戶使用情況、發電廠運行的狀態等進行監控，及時發現問題并進行搶修，減少事故發生率，真正的實現對電力系統的全面智能控制和信息的互通有無。

2.2 物聯網技術在電網的具體應用領域

（1）物聯網技術應用于輸變電、配用電

物聯網技術應用在電網系統的輸電、變電、配用電等環節中是非常廣泛和常見的。其一，在電網輸電環節中，物聯網技術主要應用和體現在對輸電線路在線監控系統上面。其中包括：視頻和圖像的監控系統、時事狀態監測、電動態監測、輸電塔運行監測、輸電線路覆冰監測等等；其二，在電網變電環節中，變電站作為整個電網網絡的神經中樞，起到實現電網調度中心進行集中調度，以及變電站設備能夠無人值守的狀態的作用；最后，在電網配用電環節中，通過在該環節中使用物聯網技術，綜合考慮結合開放頻率的無線通信方式與現有的電網通信系統進行融合，進一步達到配電網絡要求的統一通訊的智能電網解決方案。與此同時，在電網中應用物聯網技術，可以實現電壓的節能技術問題，也就是所謂的，通過在科學范圍內適當降低電壓來減少用電量，從而達到物聯網技術在電網應用中節能減排的目的。最后，物聯網技術應用于電網高級計量設施和智能電表中，在充分保障其運行可靠、安全的前提下，通過互聯網絡對其使用情況進行監控和數據分析，實現對用戶使用的是據分析，及時發現問題、解決問題，并形成只能數據庫，為今后應對此類型問題，儲存重要信息。

（2）物聯網技術應用于通信、配網自動化、智能化電網

物聯網技術為電網在通信、配網、實現智能化方面提供了有力的技術保障。

①應急通信技術方面的應用

一般情況下，應急通信發生的時間、地點和情況都是不確定的，指揮中心也就無法及時、有效的確定事故發生的具體地點，冥冥之中也就增加了指揮中心與事故地點之間聯系的難度系數。而傳統做法是，搶險人員到達事故現場后，首先，對發生事故的原因和問題進行詳細排查和檢查。其次，向指揮中心以電話、視頻等方式傳達現場情況，這不僅耗費搶險的時間，而且并不利于解決事故問題。但物聯網技術在應急通訊技術方面的應用，大大方便和提高了指揮中心的調度工作效率。一方面，物聯網技術能夠實現指揮中心和應急處理中心對電網狀態和設施設備運行的實時監測，并幫助其及時的發現問題。一旦發生意外情況，物聯網技術可以對事故現場進行準確的定位，并能夠清楚的反饋回來事故現場設施設備的損壞情況，有利于指揮中心和應急處理中心采取及時、具體、準確的救援措施，避免事故損失的進一步擴大。另一方面，如果同時發生多處事故，亦可以根據事故的實際情況，合理調配人員和搶修設備到達現場，即提高了處理事故的效率，也避免了資源配置的浪費。

②配網通信方面的應用

我國配網通信現在的結構比較復雜，具有電壓等級和支線較多、分布面廣以及變動比較頻繁等特點。現有的配電網不能實現獨立通信，需要光纖和載波通信來輔助實現。而現實問題是，配電網點一般固定不做改變，但是配電網的改動次數相對頻繁，如何調和二者之間的矛盾，這是個問題。恰恰物聯網技術的出現可以解決這一矛盾，物聯網技術能夠有效連接配電站點于配電網，僅僅需要通過在配電網設備和它的附件上連接互聯網，就可以實現和完成配網的通信業務，同時還可以實現遙控、遙感、遙測等自動化技術。

③智能電網方面的應用

物聯網技術在智能電網通信中的應用和作用表現在以下幾方面：

增強了電網通訊、控制、測量、電網設備狀態在線檢測技術，強化了電網節能控制系統，實現了對電網設備的實時監測和對事故確定、跟蹤。而且，物聯網技術與智能電網的結合，不僅保障電網的安全、高效運行，還能夠提高電網的靈敏度和管理效率，更是符合當代社會倡導的節能環保、低碳生活的理念。

3.物聯網技術在電網的應用及未來發展方向

電力企業內部也積極展開了電力通信專網的覆蓋工作，實現部分生產場所、經營場所接入物聯網，升級配電自動化工作系統，優化客戶服務，提升辦公電話、計量、應急燈等業務，使得物聯網真正從內到外，得到充分的發揮和應用。當今物聯網技術與電力網絡系統的有效融合，不僅滿足和方便人們對電力的需求，而且對電力企業而言也是一次革新。物聯網技術應用于電網系統有利于對輸電技術網絡進行優化升級，讓其成為配電網絡的主要通信手段，并且能夠有效改善基礎網絡的輸電通信能力，保證輸電通信網絡的可靠和穩定運行。目前，物聯網總體架構正從垂直一體化封閉模式向以水平環節為核心的開放模式轉變，第一次水平化是以物聯網平臺、端系統為核心，正在經歷的第二次水平化是以人工智能、大數據處理和邊緣計算等信通新技術為核心。通過更加開放的電力企業物聯網平臺的建設，工作重心轉向標準化的通信接入、泛在低功耗的接入、充分的數據共享和完善的安全體系構建。

物聯網產業快速增長，正處于大爆發前的戰略機遇期。物聯網涉及的傳感、通信、信息、智能化和安全等技術領域發展逐漸成熟、物聯網正逐步向工業互聯網、智慧能源、智能電網等具體行業應用延伸。未來物聯網技術不僅會在電力網絡中逐漸提升和發展，而且還會隨著技術的成熟，促進電網的進一步升級和優化。相信物聯網技術除了在電力網絡系統得到充分發揮，他還會在其他行業和領域逐漸發展成熟，為人們帶來更多的便利。

4.結束語

由于“5G”時代的即將到來，物聯網技術將世間萬物聯系起來將變成可能，“萬物互聯”的夢想也不再遙遠，物聯網也將進入高速發展快車道。物聯網在發揮其承上啟下的平臺作用時，更會服務于社會的各種主體，研發出更多的衍生應用和產品，為社會創造出更多價值和貢獻。