智能電網中的物聯網技術應用與發展探究

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引言

作為非常重要的新興產業和高新技術，目前智能電網和物聯網技術受到了很多發達國家的普遍關注，而我國也對智能電網和物聯網予以了高度重視，并且將智能電網和物聯網逐漸的上升到國家戰略，立足于示范工程建設、重大科技項目支持以及產業政策等方面對其進行了全面的部署.基于智能電網的物聯網技術主要是指在智能電網領域應用物聯網各項先進技術，通過物聯網的感知技術獲取和分析智能電網各個環節的信息，從而嚴密地監控電力系統的各個環節，確保電力系統穩定、可靠的運行.本文首先分析智能電網的特征，然后分析智能電網中物聯網技術的具體應用，最后討論基于智能電網的物聯網體系建設.這為智能電網與物聯網技術的融合提供了較為規范的思路，為具體實施給出了方法和建議.

一、當前物聯網技術在電網中的應用

(一)源側的應用

作為非常重要的新興產業，物聯網技術在電源側的應用主要體現在傳感器應用及對發電機實時狀態監測，主要分成傳統電源和分布式電源兩個部分的應用來闡述，其中通信一般依靠工業以太網來實現。對于傳統電源方面，物聯網技術可以應用于對發電設備進行遠程故障診斷，文獻[1]設計了發電設備遠程監測系統，能夠檢測發電機組的實時情況，并根據機組的異常情況查找故障原因。對于分布式電源方面，物聯網技術可以對風能、太陽能等新能源發電進行監測和調節，從而使新能源更好的并網接入和運行。在光伏發電方面，文獻[1]可以實現對偏遠地區的光伏系統進行監測和控制。文獻[1]除了可以實現光伏系統的監測，還可以實現對光伏系統中最大功率點的跟蹤。在風能發電方面，由于風電場具有單機數目大、分布地區廣且大的特點，因此需要長時間頻繁維護。

(二)網側的應用

傳統物聯網技術在輸電側的應用主要體現在對輸電線路狀態的監測及線路安全檢修管控，物聯網在輸電側的應用可以解決目前監測系統存在的運行維護費用高、數據傳輸率低等問題，從而提高輸電效率。對于輸電線路的通信方面，目前基于物聯網技術的各種監測系統的區別在于數據采集的方式不同或傳輸的通信方式不同。文獻[2]通過對不同物聯網通信技術的組合，從而實現對長距離輸電設施的信息傳輸和監控。對于高壓線路的監測方面，文獻[2]實現了高壓輸電線路的在線監測，通過對高壓線路的參數測量，提高了其通信穩定性和安全性，但仍存在電磁干擾、防潮、防雷以及各種自然環境等防護問題。對于輸電塔的保護方面，文獻[2]設計了輸電塔保護系統，可以實現對高壓骨干輸電塔的故障分類、定位和預警。在變電側的應用主要是對變電站電氣信息、狀態信息和操作信息進行監控預警，一般通過光纖或工業以太網進行通信。在變電設備監測方面，物聯網的應用可以解決傳統變電設備監測裝置相互獨立、數據無法共享、計算負荷分配不均及不具備故障初步診斷功能的問題。文獻[2]均實現了對變電站內主要變電設備的實時監測和對存在的故障隱患進行報警和預警，文獻[3]針對智能變電站設備提出全面的全景信息建模方案，提高了設備性能。文獻[3]通過計算傳感數據的可信度，可以防止異常數據導致變電設備的故障。文獻[3]利用紅外圖像與可見光圖像配準方法，實現對變電設備異常狀態監控。在配電側的應用包括對設備提供智能管理，對電力設備的運行狀態進行監測，支撐配電自動化的實現，目前配網自動化中的通信主要是依靠光纖，沒有條件的地方則主要依靠GPRS無線公網。

二、基于電力物聯網架構的智能電網系統

當前我國電網智能化建設與國際領先水平相比還有一些欠缺，因此加快智能電網系統建設刻不容緩。電力物聯網集成了智能傳感器、移動互聯網、移動終端、射頻識別技術等技術，將電力物聯網進行應用能夠實現電網數據的全面感知，其中電力物聯網應用如圖2所示，物聯網技術應用覆蓋了發電、輸電、變電、配電、用電、調度等全生命周期，能夠實現輸電環節的線路監控、視頻監控；變電環節的設備巡檢、視頻監控；配電環節的配網自動化、設備監控；用電環節的遠程抄表、客戶關懷等功能。因此基于電力物聯網架構的智能電網系統作為電網公司建設的新趨勢，應該具有較強的靈活性、可接入性、可靠性與盈利性。因此其主要功能應該包括以下幾個方面：(1)能夠實時監控電網運行狀態，實現對電網覆蓋區域內的個人用戶、企業公司的用電情況實時監測；(2)能夠實現電網故障診斷與預測，通過智能傳感器等設備實時對電網運行狀況數據進行采集與分析，及時預測并發現電網故障區段，并進行定位以便工作人員及時進行維護與修復；(3)能夠實現快速恢復供電，對于跳閘等一些簡單的異常狀態，能夠及時進行處理，實現遠程恢復供電，保證居民生活、生產的正常進行。

結語

智能電網與物聯網技術的結合對智能電網的發展起到了巨大的推動作用，在智能電網中融入物聯網技術將智能電網的互動化、自動化和信息化特征充分體現了出來.然而目前針對智能電網與物聯網技術的融合仍沒有較為規范的思路，本文通過對智能電網特征的分析和智能電網中物聯網技術具體應用的討論，提出了規范的基于智能電網的物聯網建設方案，為具體的實施給出了方法和建議.這為積極構建基于物聯網技術的智能電網系統，全面地強化電力系統的信息化水平，最大化電力企業實現經濟效益和社會效益起到了重要的作用.