淺談基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)信息化建設(shè)

詹志宏 蔣小莉 劉忠 姚洋 童為為 王寧寧

摘要：新時期，在我國經(jīng)濟(jì)不斷得到快速發(fā)展的狀態(tài)下，人們工作和生活對于電力企業(yè)的要求越來越高，電力企業(yè)在進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)的過程中，要能夠不斷應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，促進(jìn)自身技術(shù)核心的革新。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近年來得到國內(nèi)外高度認(rèn)可的創(chuàng)新技術(shù)，因此，我國在進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)的過程中要能夠加強(qiáng)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的了解，提高該技術(shù)的應(yīng)用水平，不斷形成物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)，并將其進(jìn)行深層次的推廣，以配套的服務(wù)工程來完善智能電網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量，從而提高人們的生活水平。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智能電網(wǎng);建設(shè)

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）指借助裝置在各類物體上的電子標(biāo)簽（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)（GPS）和二維碼等設(shè)備，通過接口與無線網(wǎng)絡(luò)相連，從而給物體賦予智能，既可以實現(xiàn)人與物體的溝通和對話，也可以實現(xiàn)物體與物體之間的溝通和對話，同時進(jìn)行數(shù)據(jù)與信息的交換和通信，以實現(xiàn)對物品的識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、管理等一系列智能化活動的網(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域從面向企業(yè)的智能交通、物流調(diào)度追蹤、基站監(jiān)控等擴(kuò)展到了面向公眾的智能電網(wǎng)、個人醫(yī)療、智能家居等，遍及各行各業(yè)，但目前還處于起步階段，尚未大規(guī)模普及。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)覆蓋了傳感感知、傳輸通道、運算處理、行業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域，其中涉及射頻識別、傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸、高性能計算、智能控制等技術(shù)。在智能電網(wǎng)行業(yè)中，無處不在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備來實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化，它們之間早已實現(xiàn)了相互融合與滲透。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展將大力推動智能電網(wǎng)的發(fā)展，智能電網(wǎng)行業(yè)現(xiàn)已被公認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展落到實際應(yīng)用最能取得成功的優(yōu)先行業(yè)之一。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要作用

物聯(lián)網(wǎng)概念的提出，促進(jìn)了信息技術(shù)在社會發(fā)展中的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用，是信息時代發(fā)展的必然趨勢。物聯(lián)網(wǎng)即是利用信息技術(shù)實現(xiàn)物品與互聯(lián)網(wǎng)的連接，把物品的信息存儲于互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，以促進(jìn)信息化時代物品的快捷消費。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用，充分利用了信息技術(shù)的智能化、監(jiān)控以及管理等功能。物聯(lián)網(wǎng)通過感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三者依次進(jìn)行，實現(xiàn)了物與物、物與人的聯(lián)系，促進(jìn)了信息技術(shù)的發(fā)展與完善。隨著信息技術(shù)的普及，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛地應(yīng)用于各個行業(yè)，促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，在當(dāng)前的國際物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中，擔(dān)當(dāng)著重要角色。國家的科技項目和各項計劃，需要信息技術(shù)的提供支持，以實現(xiàn)各項工作的高效進(jìn)行。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用，包括采用高性能、大數(shù)據(jù)技術(shù)等，促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)運行體系的完善和相關(guān)研究的進(jìn)一步發(fā)展。國家通過開展傳感技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)實驗等項目，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用具有極為重要的現(xiàn)實意義。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于我國的交通、物流、災(zāi)情監(jiān)測、醫(yī)療等各方面，促進(jìn)了各個領(lǐng)域的發(fā)展與進(jìn)步。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

3.1 數(shù)據(jù)融合層

利用云計算等各種數(shù)據(jù)融合技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)的交換與融合進(jìn)行管理，提供數(shù)據(jù)存儲以及跨分區(qū)、跨系統(tǒng)的整合、集成、訪問功能。對電網(wǎng)未來海量的各種數(shù)據(jù)等進(jìn)行大量的壓縮、存儲、加工、共享，通過建立模型、數(shù)據(jù)挖掘、在線分析等信息技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的知識管理與智能決策。其主要技術(shù)涉及數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)分布處理、虛擬化、云計算等。

3.2 電網(wǎng)設(shè)備感知層

電網(wǎng)設(shè)備感知層包括電網(wǎng)各類需要信息傳輸與交換的元件和設(shè)備，電網(wǎng)設(shè)備感知層包括二維碼標(biāo)簽和識讀器、射頻識別標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、各種傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）感知層的主要作用是感知和識別物體，采集并捕獲信息。對配電網(wǎng)和用戶網(wǎng)而言，其物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵點在于數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)采集過程中的智能化監(jiān)控，負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的電能信息采集、用電管理以及數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)應(yīng)用。

3.3 網(wǎng)絡(luò)通信層

網(wǎng)絡(luò)通信層以電力光纖網(wǎng)為主，輔以電力線載波通信網(wǎng)、無線寬帶網(wǎng)，實現(xiàn)感知層各類電力系統(tǒng)信息在廣域或局部范圍內(nèi)的信息傳輸。數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)可采用多種無線、有線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以是專用或公共的無線、有線通信網(wǎng)絡(luò)以及電力線載波通信網(wǎng)絡(luò)。采集終端之間的通信為本地通信網(wǎng)絡(luò)，可采用電力線載波、微功率無線、RS485 總線以及其他有線網(wǎng)絡(luò)。

3.4 智能電網(wǎng)應(yīng)用層

應(yīng)用層主要采用智能計算、模式識別、信息系統(tǒng)等技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)運營的綜合分析與監(jiān)測處理，實現(xiàn)智能化的決策、控制和服務(wù)，從而提升電網(wǎng)各應(yīng)用環(huán)節(jié)的智能化水平。智能電網(wǎng)應(yīng)用層使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能電網(wǎng)的需求相結(jié)合，實現(xiàn)電網(wǎng)智能化應(yīng)用的解決方案。智能電力物聯(lián)網(wǎng)一體化管理平臺的具體實現(xiàn)在一層當(dāng)中，主要包括電網(wǎng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)、供需平衡控制等各種運營監(jiān)測系統(tǒng)。

4 有效應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智能電網(wǎng)的措施

新時期，我們在對電力行業(yè)的技術(shù)和發(fā)展進(jìn)行創(chuàng)新的過程中可以有效應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，它能夠提升智能電網(wǎng)的安全性能。在我國現(xiàn)階段的智能電網(wǎng)發(fā)展實際狀況下，我們應(yīng)該從三個方面來促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用。

4.1 加強(qiáng)推廣物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

現(xiàn)階段我國的智能電網(wǎng)在建設(shè)過程中對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重視程度還不夠，所以政府及相關(guān)電力部門要大力加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宣傳和講座，促使電力系統(tǒng)能夠更快認(rèn)識到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要性。例如，建立體驗中心，促使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中能夠進(jìn)行使用，并確保相關(guān)人員能夠?qū)ζ浼訌?qiáng)了解。將國外先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的實例引入到電力企業(yè)，向工作人員進(jìn)行講解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的過程和重要方法。還可以將電力系統(tǒng)的相關(guān)介紹應(yīng)用到互聯(lián)網(wǎng)的一些網(wǎng)站上，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)知識的普及，提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宣傳力度。

4.2 促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的快速形成

在這一過程中，要充分發(fā)揮政府的引導(dǎo)和支持作用，鼓勵加強(qiáng)研究傳感器和智能芯片等能夠促進(jìn)智能電網(wǎng)不斷發(fā)展的核心技術(shù)。通過加強(qiáng)投資和研究，促使我國能夠自主的進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，構(gòu)成智能電網(wǎng)技術(shù)專利。還可以促進(jìn)各項技術(shù)之間的合作，例如將RFID和傳感器技術(shù)進(jìn)行結(jié)合來重新研發(fā)，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到更加牢固的基礎(chǔ)。

4.3 促使配套服務(wù)工程在智能電網(wǎng)中進(jìn)行完善

要想提高電力企業(yè)的服務(wù)效率和質(zhì)量，就要以健全的服務(wù)保障體系為基礎(chǔ)。采取相應(yīng)措施和有效政策來扶持電力企業(yè)。特別是當(dāng)電力系統(tǒng)面對實際問題時，要對人力、物力和稅收等問題進(jìn)行細(xì)致的研究，堅持應(yīng)用物聯(lián)扶持政策，在電力行業(yè)和智慧城市建設(shè)等重要項目當(dāng)中進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的宣傳和推廣。作為重要的橋梁，中介能夠促進(jìn)電力企業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之間的溝通，以技術(shù)評估、咨詢和技術(shù)轉(zhuǎn)移等多種方法，促使一個良好的交流平臺的建立，促進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)的不斷進(jìn)步，加強(qiáng)電力產(chǎn)業(yè)之間的交流與合作[3]。

5 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在現(xiàn)代信息和傳感技術(shù)不斷進(jìn)步的狀況下發(fā)展起來的。在信息時代的背景條件下，我國加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)的重點就是促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效應(yīng)用?，F(xiàn)階段我國的智能電網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)包括測量、設(shè)備和控制等，這些技術(shù)作為核心，不斷促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的過程中，要將其融入到電網(wǎng)技術(shù)的各個環(huán)節(jié)當(dāng)中，為不斷推動電網(wǎng)的建設(shè)和安全管理，以及運行維護(hù)等各個方面工作的完善做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾鳴，李紅林，薛松，曾博，王致杰.系統(tǒng)安全背景下未來智能電網(wǎng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展方向――印度大停電事故深層次原因分析及對中國電力工業(yè)的啟示[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2012，25（02）：175-181.

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