基于物聯網的智能電網信息化建設研究

田雪琴，邵 敏，劉 佳

（石家莊理工職業學院，河北 石家莊 050228）

0 引言

智能電網發展推動著我國電網從過去的單一供應模式走向開放供應模式。該種開放供應模式具有動態特征，因而在智能電網中需精確測量，同時進行調控設置，如此才能針對重要設備完成智能分配控制。當下電力系統在信息化建設中面對的問題主要是同一對象多信息源、異構性、信息孤島及高級應用實現困難等，而物聯網的應用正可以借助傳感器、射頻識別和全球定位，大范圍收集覆蓋區域數據，最終達成智能識別、定位、監控、管理等作用。

1 物聯網與智能電網簡述

1.1 物聯網

物聯網是信息時代的一種新興技術，是新時代信息技術的重要部分。物聯網的核心與基礎仍是互聯網，借助射頻自動識別技術能完成任何物品和物品間的信息互換與通信，讓用戶端從人和人拓展延伸至物品和物品。物聯網簡單來說就是依托互聯網完成商品自動識別與信息互通的新興技術。

1.2 智能電網

智能電網為電網新型表現形式，簡單來說就是傳統電網的智能化。智能電網應以特定網絡為基礎，該網絡主要具有高速雙向通信和集成功能的特點。智能電網的優勢長處主要包括4點。

1.2.1 及時信息獲取

自動化控制技術與互聯網信息技術被用于智能電網，因而人們能快速及時地收到信息，并參考信息來預測可能發生的問題，及時解決，維護電網的穩定運作。

1.2.2 較龐大的基礎和技術體系

智能電網有著龐大的基礎和技術體系，能夠高效抵御外界攻擊與侵擾，保證智能電網安全高效運作。

1.2.3 綜合應用現代管理技術和通信技術

智能電網綜合應用現代管理技術和通信技術，能有效降低設備電能損耗，提升使用效率，節約電網運行成本。

1.2.4 雙向互動型的供電機構和用戶

智能電網中的雙向互動服務模式，系統收集用戶用電信息來為用戶提供針對性服務，而用戶也能隨時查詢自己的用電情況，選擇更適合自己的用電服務[1]。

2 基于物聯網的智能電網信息化體系架構

基于物聯網的智能電網體系架構分3層：感知層、傳輸層與應用層。

2.1 感知層

面向智能電網的感知層，其涵蓋了控制子層與通信延伸子層。控制子層主要是靠智能傳感器、無線射頻識別芯片、智能采集設施等，采集智能電網關鍵環節電量信號與非電量信號。通信延伸子層，則是借助WiFi無限保真技術、超寬帶、進場通信等手段來鏈接物理實體于傳輸層及應用層。感知層簡單理解就是“物”的識別技術[2]。

2.2 傳輸層

圍繞電力光纖網為核心的傳輸層也叫作網絡層。這是中間層，著重接收感知層信息，并依托相應范圍電力通信網來進行數據信息傳遞。為保證可靠安全、及時性的電網數據信息傳遞，電力系統需架構局部電力通信網，在大范圍內借助公共電信網，向全社會傳遞數據。

2.3 應用層

應用層是以GIS數據、結構數據、非結構數據等建成的電力綜合信息平臺為基礎，面向用戶搭建各類電力應用平臺。對于智能發電、輸電、配電、調度等各方向的應用，有不一樣的應用內容。例如，在智能輸電環節，通過分析導線狀態、氣象條件、桿塔狀況，來診斷預警與實時監控輸電設備，保證電力穩定安全運作。

3 基于物聯網的智能電網信息化功能應用

智能電網信息化建設是為了讓電力系統設備檢測能實現智能化，并轉變為現代化管理模式，因而需要基于物聯網來保證智能電網信息建設的有效性。電力物聯網便是基于物聯網技術的智能電網信息化網絡體系。

3.1 實現一體化檢修和監測

因為智能電網運行需要將各類電力設備運行參數當作指標來進行運行監控，因而這類參數的收集就成為比較重要的一個環節，而智能電網設備中基于物聯網技術則可便捷地達到該目的。在物聯網技術支持下，電力設備監測信息能全面地呈現在眼前，綜合電力設備反映的信息可明確設備在線情況。如此，智能電網就能準確分析出現異常的部位、異常的嚴重程度和異常部位的發展趨勢，從而有效及時地維護出故障的系統，提升電網運行效率和穩定性，延長電網使用壽命[3]。智能化輸電線路設備有“自檢測”功能，包括設備狀態監測和診斷路線圖，滾動優化檢修策略，以及輸電線路狀態檢修體系。

3.2 電網外部環境預測分析

對電力設備正常運作造成影響的因素包括環境因素，且其還具有不可控性。雖然氣象部門會播報相關氣象信息，但其氣象信息針對的范圍較廣，及時性不足，所以電力結構還需要持續收集、整理和分析電網設備外部各環境的信息。電力結構可通過物聯網技術來收集匯總濕度、風向、氣壓、溫度等參數信息，再借助后端分析系統來分析電網外部收集到的信息，最后根據預測結果來針對電力設備制定預防措施和穩定運行方案。

3.3 立足移動終端和射頻識別的管理

射頻識別技術可以完成資產的檢測和管理。該技術在電力系統中的應用主要包括以下3點。首先，可錄入資產數據和信息相應電子標簽，保證其和電子標簽的對應。然后，在閱讀器和電子標簽間形成射頻通信鏈路，以此實現相關信息監控和采集。最后，數據平臺中心接到無線通信網絡傳遞的信息，能實現移動終端和監控管理中心的信息互換[4]。借助無線射頻識別電子標簽的重要優勢表現為：其一，檢修資產同時實現同步管理，保證資產調配的目的性和效率。其二，依靠跟蹤和監控資產信息，減少人為干預情況。其三，依托資產信息保證企業投資決策的合理性，并提高資產使用效率。另外，利用射頻識別技術，還可以應用于變電設備巡檢工作，巡檢人員在室外巡檢的時候，運用手持設備終端巡檢器，可自動或手動向數據控制中心發送關于當前巡檢人員的位置、方向等的MIS信息，如果出現電力設備不運行的情況，就需要將故障類型、設備編號結合當前手持設備射頻識別信息發送到數據監控中心。在射頻識別系統幫助下，巡檢時能更輕松地明確緊急故障的部位。

3.4 建立信息共享平臺和用電服務智能化

基于物聯網技術，電信息采集、能效管理以及分布式電源等都能有效實現，且還能充分避免信息孤島情況的發生。尤其是電網和用戶之前的溝通互動，能夠有針對性地滿足用戶的用電服務需求。系統優化分析系統為智能電網建設的核心部分，其不單單會對采集的信息和數據進行分析，還會結合數據分析做出相應的反應。該系統的建設能突出智能電網的智能化、優化分析，從根本上改變電網服務業務方式，實現信息資源優化組合，促進電網服務的智能化。另外，基于數據挖掘技術和抽取技術，能實現信息共享平臺的構建和用電服務智能化，從而高效利用相關信息資源。且用戶間的互動也能基于Web服務來達成[5]。

4 結語

總的來說，基于物聯網的智能電網信息化建設是中國電網發展的重要趨勢，雖然已取得了諸多成果，但在實踐中仍處于摸索階段。因此，有必要充分發揮其功能作用，通過實現一體化檢修和監測，進行電網外部環境預測分析，立足移動終端和射頻識別的管理，建立信息共享平臺和用電服務智能化等，以節約電力成本，促進智能電網更快發展。