智能電網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展

李浩旭

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平提升，我國(guó)電力能源使用量大大增加，這導(dǎo)致我國(guó)電能負(fù)荷大大上升，加之全球氣候變暖，極端氣候增加，給我國(guó)電網(wǎng)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。為此，我國(guó)電網(wǎng)需要通過(guò)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及智能化技術(shù)來(lái)全面提升電網(wǎng)的負(fù)荷能力以及應(yīng)對(duì)天氣挑戰(zhàn)的能力。本文主要分析了電力物聯(lián)網(wǎng)中使用的主要技術(shù)以及當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力發(fā)電、電力運(yùn)輸以及電費(fèi)收繳方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);應(yīng)用研究

一、電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

（一）傳感器技術(shù)

電網(wǎng)中所使用的傳感器主要用途是用于搜集電網(wǎng)中電力負(fù)荷、電壓以及電路等情況的裝置，通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)搜集電網(wǎng)中的信息能夠幫助相關(guān)管理人員了解各個(gè)線(xiàn)路電量的使用情況，從而對(duì)電力輸送進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，除此之外，根據(jù)傳感器所傳輸?shù)男畔?，相關(guān)人員還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電路的異常情況并進(jìn)行及時(shí)處理，從而降低相關(guān)異常情況所造成的損失。因此近年來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)已經(jīng)開(kāi)始逐步建設(shè)傳感器系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，然而當(dāng)前電網(wǎng)傳感器在使用過(guò)程中還存在一定的問(wèn)題，當(dāng)前電網(wǎng)所使用的傳感器大多功率較大，耗電量較高，而且傳感器無(wú)法完成自動(dòng)補(bǔ)充電能的功能，因此傳感器的續(xù)航能力較短，難以滿(mǎn)足電網(wǎng)長(zhǎng)期且實(shí)時(shí)監(jiān)管的要求。

（二）通信技術(shù)

在通信技術(shù)方面，目前在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用過(guò)程中主要是以無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)為主，在無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)中又分為了兩類(lèi)，一類(lèi)是局域網(wǎng)技術(shù)，包括藍(lán)牙技術(shù)、WIFI技術(shù)等，局域網(wǎng)技術(shù)具有使用成本較低、耗能較少的特定，但局域網(wǎng)技術(shù)也具有明顯的缺陷，即信息的傳輸范圍較小，超過(guò)一定的距離則無(wú)法完成信息的傳輸;另一類(lèi)則是移動(dòng)通信技術(shù)，例如：4G技術(shù)、5G技術(shù)等，移動(dòng)通信技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸信息，但目前使用移動(dòng)通信技術(shù)的成本較高，因此，要想實(shí)現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)的普遍使用需要解決通信技術(shù)相關(guān)問(wèn)題，使通信技術(shù)朝著傳輸速度快、使用成本較低且傳輸距離較遠(yuǎn)的方向發(fā)展。

（三）云計(jì)算技術(shù)

我國(guó)電網(wǎng)龐大，在傳感器采集相關(guān)電網(wǎng)運(yùn)行信息，并經(jīng)過(guò)通信技術(shù)傳輸后將有海量的電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息需要儲(chǔ)存并分析，而傳統(tǒng)的存儲(chǔ)技術(shù)顯然無(wú)法滿(mǎn)足電網(wǎng)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析需求，因此需要通過(guò)發(fā)展云技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電力調(diào)度的優(yōu)化，并增強(qiáng)電力系統(tǒng)的透明化程度。

（四）邊緣計(jì)算技術(shù)

邊緣計(jì)算的“邊緣”指的是在數(shù)據(jù)產(chǎn)生源頭和云中心之間任一具有計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)資源的路徑，在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)出現(xiàn)電路故障等問(wèn)題時(shí)，需要將相關(guān)電路信息搜集傳輸后進(jìn)行集中的處理，而要處理這樣龐大的信息一方面需要相關(guān)設(shè)備具有強(qiáng)大的性能，另一方面，由于信息量較大，集中處理需要較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行處理，而通過(guò)對(duì)邊緣計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用則能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)信息處理向邊緣轉(zhuǎn)移，從而提升信息的處理速度，減少信息傳輸負(fù)擔(dān)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

二、當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用

（一）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)電過(guò)程中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在源側(cè)的應(yīng)用體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)能夠通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，從而降低源側(cè)管理的難度，提升源側(cè)管理的效率。以風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為例，在使用風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程中，需要應(yīng)用大量單個(gè)的風(fēng)力設(shè)備，且相關(guān)風(fēng)力設(shè)備分布的區(qū)域較大，因此在傳統(tǒng)風(fēng)力設(shè)備管理過(guò)程中需要耗費(fèi)大量的人力、物力對(duì)風(fēng)力系統(tǒng)進(jìn)行管理。而使用傳感器對(duì)風(fēng)力系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理則能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)風(fēng)力系統(tǒng)的實(shí)施監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的問(wèn)題，提升電力系統(tǒng)的可靠性，且相對(duì)傳統(tǒng)的管理方式而言，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能夠提升管理效率，節(jié)約電力管理資源。

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力輸送過(guò)程中的應(yīng)用

在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，電力運(yùn)輸是其中重要環(huán)節(jié)，一旦電力運(yùn)輸過(guò)程中的相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障，那么將對(duì)相關(guān)區(qū)域內(nèi)的電力供應(yīng)都會(huì)造成不良影響，因此在傳統(tǒng)的電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中需要投入較大的人力和物力對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，從而減少相關(guān)故障的產(chǎn)生，以及相關(guān)故障所造成的損失，而將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)后，通過(guò)傳感器則能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的電力傳輸情況，將所有的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，并能夠?qū)崿F(xiàn)在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)情況進(jìn)行初步診斷，幫助維修人員快速找到故障部位進(jìn)行修復(fù)。

（三）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電費(fèi)收繳方面的應(yīng)用

在過(guò)去電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)用戶(hù)每月使用一定電量需要繳費(fèi)時(shí)，需要派相關(guān)人員前往用戶(hù)家中查看電表，并抄寫(xiě)用戶(hù)使用的電量進(jìn)行收費(fèi)，這樣的收費(fèi)方式不僅需要耗費(fèi)大量的人力，而且還會(huì)出現(xiàn)人為失誤，給電力企業(yè)或者用戶(hù)帶來(lái)?yè)p失，除此之外，還可能存在電力人員上門(mén)收費(fèi)時(shí)用戶(hù)不在家等情況，給電力收費(fèi)造成了較大的困難，而通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用則能夠智能化地監(jiān)測(cè)用戶(hù)實(shí)時(shí)電量的使用情況，使用戶(hù)通過(guò)智能設(shè)備客戶(hù)端了解自己電力使用情況，并通過(guò)客戶(hù)端完成電費(fèi)繳納，由此可見(jiàn)，物聯(lián)網(wǎng)在電費(fèi)收繳中的應(yīng)用能夠大大減少電力企業(yè)的人力成本，并提升收費(fèi)的準(zhǔn)確性。

總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用能夠全方面提升電網(wǎng)電源供電管理、電力輸送水平以及電費(fèi)收繳管理水平，因此，在未來(lái)需要進(jìn)一步加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)中應(yīng)用的深度和廣度，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能化電網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮更大的效用。

參考文獻(xiàn)：

[1]何奉祿，陳佳琦，李欽豪，羿應(yīng)棋，張勇軍. 智能電網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2020，48（03）：58-69.

[2]李欽豪，張勇軍，陳佳琦，羿應(yīng)棋，何奉祿. 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展形態(tài)與挑戰(zhàn)[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2020，44（01）：13-22.

[3]汪興. 面向智能電網(wǎng)建設(shè)的電力物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)研究[J]. 電力大數(shù)據(jù)，2018，21（10）：28-31.