物聯網在電力系統的應用展望

李銳 周歡

【摘 要】電力系統建設日趨完善，特別是在新技術的支持下，系統功能更加完善，能夠更好地適應運行環境，為社會生產生活提供可靠的供電服務。物聯網技術與電力系統的有效結合促進了智能電網的發展。以物聯網技術為基礎，建立了分層送電、配電、電力系統監控、巡查、交互服務等應用系統，進一步提高了物聯網的保護效果，更適合于電力系統的安全運行。

【關鍵詞】物聯網;電力系統

引言

隨著物聯網技術的飛速發展，物聯網技術在電力系統中的應用對于推動物聯網電力系統的發展，特別是智能傳感技術和自動化技術的應用，將進一步推動物聯網電力系統的發展具有重要意義。本文根據物聯網的特點，研究分析了電力系統建設和運行中存在的不足，確定了應用方向和技術要點，以建立高可靠性的電力系統。

1 物聯網技術特點

關于互聯網革命的新內容，除了信息識別、紅外傳感等特點外，還應考慮到新信息通信技術革命的新特點。在發展過程中，他們還可以提供全球定位，以及M2M等。

1.1 技術特點

物聯網技術主要是通過數據通信技術和通信射頻識別技術建立綜合網絡，達到信息共享的效果，為行業信息交流和發展創造有利條件。

1.2 體系架構

1.2.1 感知層

感知層主要由分布在每個感知對象中的多個感知節點組成。感知網絡由自組織形成，實現對網絡對象和操作環境的智能協同感知、智能識別、信息處理和自動控制。在新型微機電系統傳感器的基礎上，應用智能采集設備和智能傳感器，有效地識別和采集發電、輸電、變電、配電、用電、等不同階段的實際狀態信息。

1.2.2 網絡層

對電力無線寬帶、無線傳感器網絡、無線公共通信系統通信網絡進行有效的集成和擴展，可以實現感知層與應用層之間的信息傳輸、路由和控制功能提高感知信息大規模傳輸的安全性和可靠性。

1.2.3應用層

應用層可以根據不同的業務需求對感知層的信息和數據進行分析和處理，主要由基礎設施、中間件和各種應用組成。而應用層的各種應用將涉及到智能電網整個生命周期中生產和管理的各個環節。

2 物聯網在電力系統中應用

2.1 智能電網建設

物聯網技術在電力系統中的應用，基本上可以確定感知控制層和通信擴展層兩個方向，它們主要負責智能信息識別控制和物理實體連接。智能電網采用智能采集設備作為支撐，通過感知控制層實現對網絡運行信息的采集，通信擴展層采用光纖通信和無線傳感器技術，能夠可靠地采集網絡運行信息。

2.2 設備狀態監測

借助物聯網技術，可以有效地實現電力系統設備運行狀態的可靠監測。基于配電自動化的結構和體系結構，應用以太網無源光網絡技術和配電線載波通信技術，可以實現對設備運行信息的感知和采集。在數據采集過程中，還可以實現對配電網設備的遠程監控，包括操作員身份識別、遠程交互和電子票務管理，為系統的運行管理和維護提供可靠的支持。

2.3 設備狀態檢修

物聯網技術在電網設備狀態檢修中的應用，可以更準確地獲取設備的實際狀態信息，從而準確判斷設備的運行壽命，為處理存在的缺陷提供依據。與傳統的維修方法相比，狀態維修可以建立變電站和線路的統一監控，提高設備維修的智能化水平。

2.4 系統設備巡檢

物聯網技術在電力系統智能設備巡檢中的應用，可以通過電網內部數據庫系統和激光掃描技術，準確識別系統中各類設備的狀態，完成對電力系統智能設備的檢測。在rfid技術和紅紫外監測技術的支持下，對設備狀態進行監測。另外，通過GPS定位系統，可以對掃描數據進行定位分析，確定設備存在的問題和缺陷，并將結果整理上傳數據庫存儲，方便后續設備維護工作。

3 物聯電力系統關鍵技術

3.1 傳感器應用

3.1.1 導線溫度傳感器

導線溫度傳感器可用于輸電線路的在線溫度測量，其中，溫度測量終端采用微功率技術。供電方式為鋰離子電池，具有耗電量低、使用壽命長的特點，可滿足至少5年的需要。兩者的結合可以有效地解決溫度測量終端的功率采集問題。

3.1.2 激光測距傳感器

導線溫度傳感器可用于輸電線路的在線溫度測量，其中，溫度測量終端采用微功率技術，供電方式為鋰離子電池，具有耗電量低、使用壽命長的特點，可滿足至少5年的需要。兩者的結合可以有效地解決溫度測量終端的功率采集問題。

3.2 電力系統組網需求

電力傳感器網絡場景復雜，設計難度大。為了達到實時感知電網運行狀態的效果，需要為所有電力設備安裝大量的傳感器，負責采集和傳輸運行信息。傳感器節點采集的數據對象包括電壓、電流、溫度、壓力和濕度。通過收集的數據，分析了電網的整體運行狀況，掌握了各設備的實際情況和環境狀況。

為了滿足電力環境下的電網傳感要求，傳感器網絡的服務對象和數據傳輸必須滿足以下三個要求。首先，多次無線通信中斷。為了實現對電力系統運行狀態的實時監測，必須配置大量的傳感器節點來采集用戶用電設備的運行數據。其次，傳輸大量數據。所建立的所有傳感器節點都能周期性地發送電力設備的運行信息，而且由于傳感器基數大，在網絡中傳輸的數據量相對較大。第三，具有很高的實時性。只有保證采集到的所有數據和信息及時傳輸到電力調度中心，才能對電網運行情況進行可靠分析，確保線路遇到問題后能及時得到控制和處理。

3.3 應用系統體系架構

在實時感知輸變電系統運行狀態的基礎上，根據不同的業務需求，對感知層感知到的信息進行分析和處理，構建了包括應用基礎設施、中間件和形成了多種應用，有效實現了物聯網的多種應用。電力傳感器網絡能夠對智能電網全生命周期各環節產生的信息進行分析和處理，為下一階段的智能電網決策、控制和服務提供依據。

結束語

物聯網技術已經成熟并得到廣泛應用。分析了物聯網技術與電力系統的結合。根據物聯網技術的特點，建立了物聯網電力系統。對系統運行全過程的所有信息進行收集和分析。實現了對電力系統的實時監控和管理，及時解決隱患和問題，為用戶提供更高的質量。

參考文獻：

[1] 劉偉，孫萍.物聯網技術在電力系統中的實踐[J].科技創新導報.2019（07）

[2] 沈琳.物聯網在電力通信網中的應用[J].城市建設理論研究（電子版）.2017（21）

（作者單位：國網新疆電力有限公司檢修公司）