電力系統(tǒng)通信中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究

張文艷

【摘 ?要】物聯(lián)網(wǎng)主要是指憑借射頻識(shí)別等現(xiàn)代化信息設(shè)備之間的連接，進(jìn)行智能化的識(shí)別與管理。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的變電站、供電單位等電力系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的全覆蓋，根據(jù)各個(gè)地區(qū)的發(fā)展需求，建立起了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。想要更好的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的通信離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持。本文首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合我國(guó)電力發(fā)展實(shí)際，分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用，希望對(duì)相關(guān)研究領(lǐng)域提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);電力系統(tǒng);通信

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

1.1組成架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)主要由用戶層、應(yīng)用控制層、承載網(wǎng)絡(luò)、接入層、應(yīng)用采集控制層等構(gòu)成，這其中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信網(wǎng)絡(luò)一并構(gòu)成了承載網(wǎng)絡(luò)。

用戶層主要是指為用戶所提供的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用界面接口，主要包含計(jì)算機(jī)、客戶端、手機(jī)、傳感器等各類用戶設(shè)備。應(yīng)用控制層是由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器所構(gòu)成，具有搜集數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)等一系列作用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)用戶層的適配與實(shí)踐等觸發(fā)工作。承載網(wǎng)絡(luò)又為通信網(wǎng)絡(luò)，比如移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等等，擔(dān)負(fù)著物聯(lián)網(wǎng)接入層和應(yīng)用控制層的信息通信作用。承載網(wǎng)絡(luò)主要包括端至端網(wǎng)絡(luò)、樹狀網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、交叉式網(wǎng)絡(luò)等，其聯(lián)網(wǎng)形式通常分為無線與有線兩種，無線聯(lián)網(wǎng)主要有集群網(wǎng)、全球微波接入互操作網(wǎng)、多載波無線信息本地環(huán)路網(wǎng)等;有線聯(lián)網(wǎng)主要有互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)線、光纖、語音通信線纜等。接入層和末梢節(jié)點(diǎn)一并組成了物聯(lián)網(wǎng)搜集信息與控制信息的系統(tǒng)，接入層包括基站節(jié)點(diǎn)與接入網(wǎng)關(guān)，而末梢節(jié)點(diǎn)包括控制模塊與多種搜集模塊，接入層擔(dān)負(fù)著借助末梢節(jié)點(diǎn)信息來搜集信息與控制組網(wǎng)的作用，并及時(shí)通過末梢節(jié)點(diǎn)往下傳送或轉(zhuǎn)發(fā)信息。

1.2關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1、國(guó)際電聯(lián)報(bào)告中點(diǎn)明了物聯(lián)網(wǎng)的四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，即標(biāo)識(shí)事物的RFID射頻識(shí)別技術(shù)、感知事物的傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、思考事物的智能技術(shù)、微縮事物的納米技術(shù)。

1.2.2、REID借助射頻信號(hào)可以自動(dòng)來識(shí)別并搜集信息，是一種在惡劣環(huán)境下的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其主要有三方面構(gòu)成，即標(biāo)識(shí)，讀寫器、天線。標(biāo)識(shí)是由芯片和耦合元件制成，具有著唯一性電子編碼，附著在物體上來識(shí)別目標(biāo);讀寫器是一種讀取或?qū)懭氲臉?biāo)識(shí)信息型儀器;天線負(fù)責(zé)傳遞標(biāo)識(shí)與讀寫器之間的射頻信號(hào)。RFID技術(shù)通常涉及RFID反碰撞防沖突、RFID天線、適宜的工作頻率、隱私安全等研究工作。

1.2.3、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是包括搜集信息、傳送信息、處理信息的一體化網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，其具有功耗很低、適宜移動(dòng)、便于鋪設(shè)等很多優(yōu)勢(shì)。傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要研究各類測(cè)試技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控技術(shù)，此外，還研究智能化傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、組織結(jié)構(gòu)、底層協(xié)議等。傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正不斷改善自我檢測(cè)及控制技術(shù)，日益安全可靠。

1.2.4、智能技術(shù)意指在物體中植入智能系統(tǒng)，賦予物體一定的智能性，并借助智能系統(tǒng)來分析物體的各種狀況，及時(shí)進(jìn)行有關(guān)處理工作。智能技術(shù)主要研究計(jì)算機(jī)的智能化理論、人工智能、智能化控制系統(tǒng)與技術(shù)、智能信號(hào)的處理等一系列工作。

1.2.5、納米技術(shù)是一種研究0.1nm至100nm材料性質(zhì)與應(yīng)用的新興技術(shù)，具體包括納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米生物學(xué)、納米力學(xué)等眾多科目。

2 電力系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)

電力系統(tǒng)中主要存在兩種關(guān)系，就是客戶之間以及客戶和電網(wǎng)公司之間的關(guān)系，而物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用就可以把這兩種關(guān)系用網(wǎng)絡(luò)連接起來，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)連接，提高電網(wǎng)整體運(yùn)用性。要實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)一體化，電力系統(tǒng)的基層信息采集就顯得尤為重要。要利用好電網(wǎng)信息這個(gè)載體，幫助電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)多元化發(fā)展，發(fā)掘其潛在價(jià)值，從而更好的服務(wù)于智能電網(wǎng)的建設(shè)。

智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是智能電網(wǎng)能夠順利運(yùn)行的保障，這個(gè)系統(tǒng)主要依靠具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的統(tǒng)一入網(wǎng)以及分布式管理體系。這個(gè)系統(tǒng)可以對(duì)客戶的用電信息進(jìn)行實(shí)時(shí)實(shí)地的監(jiān)控和采集，通過采集數(shù)據(jù)分析，整理出最適合的輸配電方式為用客戶服務(wù)，這必將是更加安全更加經(jīng)濟(jì)的，從而在根本上提高了能源的利用率。

智能電網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，主要還是通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和分析這幾個(gè)方面。寬帶給物聯(lián)網(wǎng)提供的技術(shù)支持，使數(shù)據(jù)的采集不會(huì)受到量的限制。數(shù)據(jù)傳輸以多種成熟的接入式為主，可以避免傳輸過程中的擁堵。對(duì)獲取數(shù)據(jù)的分析要通過云計(jì)算加工廠為終端用戶提供服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)是智能電網(wǎng)的開發(fā)和應(yīng)用的根本，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，其能夠在電力系統(tǒng)中得到更加充分的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠應(yīng)用到電力輸送、傳輸和分析的各個(gè)環(huán)節(jié)，為電力系統(tǒng)的建設(shè)和日常維護(hù)、信息搜集等方面提供有效的保證和支持。

物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用中越來越普遍，物聯(lián)網(wǎng)不僅能夠?yàn)檎麄€(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展提供有力支持，在家居電力系統(tǒng)應(yīng)用方面也占有主要位置。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居等系統(tǒng)的應(yīng)用主要是通過寬帶通信平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在智能電網(wǎng)的作用

3.1 實(shí)現(xiàn)按需發(fā)電，避免電力浪費(fèi)

其實(shí)物聯(lián)網(wǎng)在我們的生活中就可以看到，例如我們家里用的電表，就是一個(gè)傳感器。以往的電網(wǎng)儲(chǔ)電技術(shù)不成熟，造成了能源的巨大浪費(fèi)。而物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將這個(gè)難題解決了。它主要是通過傳感器的網(wǎng)絡(luò)中樞對(duì)家庭用電的信息進(jìn)行搜集和分析，從而確定一個(gè)家庭的用電高峰，再將信息返回到發(fā)電企業(yè)，這樣就可以根據(jù)不同時(shí)段設(shè)計(jì)方案，很大程度上避免了電力資源的浪費(fèi)。

3.2 促進(jìn)分布式發(fā)電

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸成熟以后還可以給家居用電帶來全新的體驗(yàn)。例如，普通家庭可以利用太陽能供電，自給自足，多余的電量可以進(jìn)入公共電網(wǎng)。

3.3 輸電安全有保障

電力行業(yè)運(yùn)行順暢與否直接關(guān)系到國(guó)計(jì)民生。然而電力系統(tǒng)也是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，電力運(yùn)行不僅需要經(jīng)濟(jì)性，更需要安全性，安全的運(yùn)行才能避免給人民生產(chǎn)生活造成財(cái)產(chǎn)損失，保證社會(huì)穩(wěn)定健康發(fā)展。我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不斷提高電力運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)，構(gòu)建經(jīng)濟(jì)環(huán)保的現(xiàn)代化電網(wǎng)工程。

電網(wǎng)傳感器的實(shí)際應(yīng)用在世博會(huì)上就有很明顯的體現(xiàn)。傳統(tǒng)的供電方式雖然在傳輸安全上有保障，但是會(huì)造成很大的電力資源浪費(fèi)。所以要應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在供電線路上安裝適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎眠@些設(shè)備來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的供電，保證安全性。

3.4 服務(wù)水平有待提高

中國(guó)移動(dòng)作為國(guó)內(nèi)最大的運(yùn)營(yíng)商，在打造高效的物聯(lián)網(wǎng)方面做出了很多的努力。為了構(gòu)建數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)，中國(guó)移動(dòng)不斷的推出了安防監(jiān)控和交通物流等很多打造高效開放物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的方案，應(yīng)用到實(shí)際生活中，給人們帶來很大方便。

3.5 有利于節(jié)約電能

在不同的辦公樓里面，辦公人員對(duì)屋內(nèi)的溫度要求不同，物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以自己測(cè)定屋內(nèi)的溫度，經(jīng)過數(shù)據(jù)整理得出常用溫度，從而對(duì)屋內(nèi)的空調(diào)等設(shè)備進(jìn)行智能調(diào)節(jié)。試驗(yàn)證明，這項(xiàng)技術(shù)能夠在很大程度上節(jié)約電能。例如，人在走入屋內(nèi)的時(shí)候，屋內(nèi)的燈亮，外面的陽光達(dá)到一定的亮度，自動(dòng)窗簾會(huì)拉上等等，這些都是通過感應(yīng)設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)上，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能的控制，能夠在最大的程度上減少電能的浪費(fèi)。

物聯(lián)網(wǎng)中的智能交互終端還能幫助家庭用電實(shí)現(xiàn)智能化，利用先進(jìn)的通信技術(shù)作為強(qiáng)有力的支持，智能交互終端對(duì)家電進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控，通過對(duì)用電信息進(jìn)行整合分析，整理出家庭用電的高峰期，指導(dǎo)用戶合理用電，節(jié)約電能。

4 結(jié)語

目前，物聯(lián)網(wǎng)正處于起步階段，技術(shù)當(dāng)中還有很多不完備的地方，比如開發(fā)與運(yùn)行成本較高、管理與規(guī)劃工作不夠完善、相關(guān)資源安排欠缺合理性等，這些都是制約物聯(lián)網(wǎng)普及與進(jìn)步的阻礙，因此需要多方面的協(xié)同努力，一并做好物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)與推廣工作，相信未來的物聯(lián)網(wǎng)會(huì)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]高遠(yuǎn)，楊小剛.倪航.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的在電子商務(wù)網(wǎng)站中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?011（7）.

[2]吳睿等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用[J].電器工業(yè)，2010，9.

[3]錢彬等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2010，2.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)山西省電力公司澤州縣供電公司）