凌俊斌，劉 婷

（江蘇省電力公司電力經(jīng)濟技術(shù)研究院，江蘇南京 210036）

面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用分析

凌俊斌，劉 婷

（江蘇省電力公司電力經(jīng)濟技術(shù)研究院，江蘇南京 210036）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)，是這一技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。簡要介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，以及面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)應(yīng)用體系建設(shè)的具體情況。

智能電網(wǎng)；物聯(lián)網(wǎng)；技術(shù)應(yīng)用

面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是將物聯(lián)網(wǎng)各項先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)領(lǐng)域。利用物聯(lián)網(wǎng)的各項感知技術(shù)對智能電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行信息的獲取和分析，達(dá)到對電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)嚴(yán)密監(jiān)控的目的，從而保證電力系統(tǒng)能夠更加可靠、穩(wěn)定的運行。

1 智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的概念

智能電網(wǎng)也就是所謂的電網(wǎng)的智能化，它是通過高科技的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及各種信息設(shè)備來實現(xiàn)的。智能電網(wǎng)是傳統(tǒng)電網(wǎng)與先進(jìn)的傳感、測量技術(shù)以及先進(jìn)的控制方法的結(jié)合，通過這種結(jié)合使電網(wǎng)更加的安全、可靠、高效、經(jīng)濟。智能電網(wǎng)的概念一經(jīng)提出就得到了世界各地的廣泛重視，未來的電網(wǎng)發(fā)展方向必將是智能電網(wǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)就是物與物連接的互聯(lián)網(wǎng)，它是一種在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴展了的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)將互聯(lián)網(wǎng)的用戶端延伸到了任何物品與物品之間，通過射頻識別技術(shù)、定位系統(tǒng)定位技術(shù)和無線傳感器技術(shù)等，自動的采集物品的信息，然后把采集到的物品信息利用智能計算機進(jìn)行分析和處理，最終實現(xiàn)對外界物理世界的高度感知和智能化的控制。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1 利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行智能電網(wǎng)設(shè)備的生產(chǎn)和檢修

智能電網(wǎng)是一個十分龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，需要大量的設(shè)備的支撐，這些數(shù)量繁多、種類各異的資產(chǎn)設(shè)備需要一個準(zhǔn)確、高效的管理體系。物聯(lián)網(wǎng)的射頻識別技術(shù)能夠?qū)Σ煌纳漕l標(biāo)簽進(jìn)行識別，對每一種物品進(jìn)行跟綜。在智能電網(wǎng)中可以把輸電過程的設(shè)備、變電過程中的設(shè)備、配電過程中的設(shè)配以及用電過程中的設(shè)備分別貼上不同的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽，這樣工作人員就能夠?qū)γ恳粋€設(shè)備的相關(guān)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的跟蹤調(diào)查，便于對智能電網(wǎng)中大量設(shè)備資產(chǎn)的管理[1]。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠根據(jù)智能電網(wǎng)中各個設(shè)備間的拓?fù)潢P(guān)系以及電力設(shè)備的電氣狀態(tài)，對設(shè)備之間的連通性、電源點能夠供電的范圍和檢修需要停電的范圍進(jìn)行分析。另外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能夠采集設(shè)備電流、功率等的數(shù)據(jù)，再結(jié)合設(shè)備臺賬中額定的技術(shù)指標(biāo)對設(shè)備的過載、重載情況進(jìn)行統(tǒng)計分析。

平板電腦等智能的手持移動設(shè)備，是物聯(lián)網(wǎng)重要的終端設(shè)備，利用這些手持的智能移動設(shè)備，智能電網(wǎng)的工作人員可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程信息的即時交互。工作人員如果發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)的設(shè)備有缺陷，可以利用智能的手持移動設(shè)備并進(jìn)行登記、記錄、傳輸?shù)较嚓P(guān)的部門，有利于故障設(shè)備的及時檢修。

2.2 智能電網(wǎng)運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行運行調(diào)度

智能電網(wǎng)體系龐大，涉及面十分的廣泛，其運行調(diào)度也存在很大的困難。智能電網(wǎng)的運行調(diào)度需要實時的監(jiān)控與預(yù)警。物聯(lián)網(wǎng)感知層有多種傳感器的終端，這些傳感器終端能夠采集到智能電網(wǎng)運行中各種狀態(tài)，這樣就能夠?qū)γ總€設(shè)備進(jìn)行實時的監(jiān)控。感知層獲取電網(wǎng)運行中的數(shù)據(jù)信息后，經(jīng)過傳輸層將這些數(shù)據(jù)信息匯集到物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層，在這里依靠智能化的信息處理平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行在線的監(jiān)控以及智能預(yù)警[2]。除了全過程的監(jiān)控與智能預(yù)警外，智能電網(wǎng)還可以利用物聯(lián)網(wǎng)強大的采集信息的能力和處理信息的能力，對智能電網(wǎng)全過程的穩(wěn)定裕度進(jìn)行科學(xué)有效的評估。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用還能夠?qū)庀蠛退牡男畔⑦M(jìn)行監(jiān)測，這些監(jiān)測的數(shù)據(jù)能夠為智能電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測提供需要的信息，而且能夠利于電力系統(tǒng)調(diào)度計劃的制定；另外，智能電網(wǎng)利用物聯(lián)網(wǎng)提供的信息以及可以操控的終端設(shè)備進(jìn)行電網(wǎng)的閉環(huán)的調(diào)整，為電網(wǎng)整體的調(diào)度和發(fā)展管理提供可靠地技術(shù)支撐，利于智能電網(wǎng)的發(fā)展。

2.3 智能電網(wǎng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)擴展?fàn)I銷業(yè)務(wù)

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智能電網(wǎng)可以進(jìn)行分布式電源管理以及儲能管理。這兩項業(yè)務(wù)的開展主要是通過通信信道、主站、并網(wǎng)逆變器以及智能的監(jiān)控終端等技術(shù)，再與用電信息的采集系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合來實現(xiàn)的。依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展分布式的電源以及儲能管理業(yè)務(wù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對分布式電源裝置的靈活接入、儲能裝置的靈活接入，并且能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)的實時監(jiān)控、智能小區(qū)、微網(wǎng)的智能化等等，這些都有利于智能電網(wǎng)能源的綜合管理。

智能電網(wǎng)依靠物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)可以實現(xiàn)智能家居的服務(wù)。智能家居就是能夠?qū)彝ビ秒娺M(jìn)行遠(yuǎn)程的調(diào)控，實現(xiàn)減少電費、節(jié)約電能的作用。還可以有效地避免用電高峰，給家居用電造成不良影響的現(xiàn)象。智能家居通過用戶的控制終端和家里的用電設(shè)備的連接，實現(xiàn)對智能家居環(huán)境的全真模擬，再利用手持的移動設(shè)備查看用戶的用電情況，這樣就能夠?qū)彝サ挠秒娺M(jìn)行調(diào)控。智能電網(wǎng)中智能家居是一項重要的業(yè)務(wù)，有利于智能電網(wǎng)的營銷。除此之外，智能電網(wǎng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以對智能家居的用電分配以及節(jié)能省電模式提供咨詢服務(wù)和技術(shù)方面的幫助。

智能電網(wǎng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以構(gòu)建高級的計量體系，從而利于智能電網(wǎng)開展智能電網(wǎng)的營銷計量業(yè)務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)χ悄茈娋W(wǎng)的用戶信息進(jìn)行實時的監(jiān)控，可以對用戶的各種信息進(jìn)行采集，還可以對客戶的用電負(fù)荷進(jìn)行管理控制。這一體系根據(jù)業(yè)務(wù)性質(zhì)的不同以及采集數(shù)據(jù)要求的不同編制采集的任務(wù)，并且對采集任務(wù)的執(zhí)行情況進(jìn)行管理，這樣就能為廣大的用戶提供更多的服務(wù)[3]。智能電網(wǎng)的營銷計量業(yè)務(wù)，在滿足用戶更多要求的同時，不僅提升了整個智能電網(wǎng)的服務(wù)形象，也提升了智能電網(wǎng)的競爭力。

3 面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)

3.1 體系構(gòu)架

面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)主要包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。如圖1所示，感知層包括控制子層和通信子層。利用感知子層獲取外界的物理信息然后通過控制子層傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。網(wǎng)絡(luò)層包括接入網(wǎng)以及核心層，主要是進(jìn)行信息的傳輸、控制和路由。應(yīng)用層主要由應(yīng)用的基礎(chǔ)措施也就是中間件和物聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用組成，利用應(yīng)用的各種基礎(chǔ)設(shè)施，為物聯(lián)網(wǎng)提供信息的處理分析，進(jìn)而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用，如圖1。

圖1 電力物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3.2 體系建設(shè)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電網(wǎng)要想實現(xiàn)其穩(wěn)定運行以及創(chuàng)新發(fā)展，就需要建立健全面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)體系。上文講過，物聯(lián)網(wǎng)體系包括感知層、傳輸層和應(yīng)用層，所以要建立科學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)體系就要加強各個層的建設(shè)。而且物聯(lián)網(wǎng)的各個層都是相互關(guān)聯(lián)的，由各個不同的層構(gòu)建一個統(tǒng)一的整體。依靠這個物聯(lián)網(wǎng)體系的智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)更好地運行。

3.2.1 感知層建設(shè)

（1）貼標(biāo)簽。這里的標(biāo)簽是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)——射頻識別標(biāo)簽。依靠智能電網(wǎng)設(shè)備上的不同的標(biāo)簽，電網(wǎng)系統(tǒng)能夠讀取實物的各種信息來確定實物的身份。為智能電網(wǎng)的管理設(shè)備貼上物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的標(biāo)簽，有利于對智能電網(wǎng)的龐大的資產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行有序的管理[4]。

（2）安放傳感器。感知層主要就是獲取所需的信息，信息獲取需要的設(shè)備就是傳感器，為了實現(xiàn)對電力系統(tǒng)全程的控制在輸電、變電和配電的各個領(lǐng)域都要安置不同的傳感器。這樣就能對電網(wǎng)運行的各個環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行采集，采集到的數(shù)據(jù)包括電網(wǎng)運行的數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)等，采集過程中接收到各種末端的信息數(shù)據(jù)，有利于實現(xiàn)全程的控制。

（3）安裝智能表計。智能表計就是對用戶的用電行為進(jìn)行計量的設(shè)備，主要就是在用戶側(cè)進(jìn)行安裝，除了能夠?qū)τ脩舻挠秒娦袨檫M(jìn)行計量，還能夠為智能家居的服務(wù)提供信息處理的節(jié)點。

（4）為不同的用戶和工作人員安裝配備必須的設(shè)備。例如，外勤人員需要的手持的智能移動設(shè)備的配置，能夠為外勤操作人員進(jìn)行工作匯報以及現(xiàn)場情況的反饋提供技術(shù)支持。還有可以為搶修的車輛安裝全球定位設(shè)備，工作人員依靠定位系統(tǒng)可以對車輛進(jìn)行跟蹤調(diào)查。

（5）建設(shè)信息匯聚站。傳感層獲取的信息通過各種技術(shù)的支撐達(dá)到信息的匯聚，把收集到的信息集中到匯聚站來，集中進(jìn)行處理。

3.2.2 傳輸層建設(shè)

（1）鞏固加強智能電網(wǎng)的主要信息平臺。綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是智能電網(wǎng)的主要的信息平臺，它能夠為物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供支撐。主要體現(xiàn)在綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)利于軟件平臺的信息交換，綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)有利于將電力設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控轉(zhuǎn)化為變電站的視頻監(jiān)控。這些都是綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的重要作用，都需要進(jìn)一步加強和鞏固。

（2）加強無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)中無線傳感網(wǎng)絡(luò)成本低、功耗小，能夠有利于短距離的網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，所以一定要加強這一網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。

（3）部署新的IP地址。物聯(lián)網(wǎng)本身需要大量的IP地址，所以基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電網(wǎng)的應(yīng)用也需要大量的IP地址。但是傳統(tǒng)的IP地址已經(jīng)快要枯竭，不能適應(yīng)現(xiàn)代智能電網(wǎng)發(fā)展的需要，因此需要部署新的IP地址[5]。

（4）尋找合作運營商。電信業(yè)廣泛的覆蓋信息網(wǎng)絡(luò)能夠滿足智能電網(wǎng)傳輸信息的需求，所以智能電網(wǎng)要盡量與電信運營商進(jìn)行合作，擴展信息的傳輸。

3.2.3 應(yīng)用層建設(shè)

（1）ONS系統(tǒng)的建設(shè)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)EPC標(biāo)準(zhǔn)的實際應(yīng)用，一定要建立能夠?qū)嵨锞幋a體系進(jìn)行統(tǒng)一管理的這一系統(tǒng)。從而為智能電網(wǎng)的應(yīng)用提供電子編碼查詢的服務(wù)。

（2）為企業(yè)建立定位系統(tǒng)。企業(yè)定位系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)的貴重的物品以及外勤人員進(jìn)行定位，進(jìn)而能夠進(jìn)行跟蹤調(diào)查，支持企業(yè)的人員考核、車輛調(diào)度以及物資的運輸?shù)葮I(yè)務(wù)。

（3）建設(shè)高級的計量體系。高級的計量體系能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的運行進(jìn)行新城的監(jiān)督控制，這樣對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，有利于電網(wǎng)的智能化運行。

4 結(jié)束語

智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，能夠為智能電網(wǎng)的發(fā)展提供很大的幫助，因此構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)是十分必要的。未來的物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的結(jié)合將向著高級應(yīng)用體系方向發(fā)展，相關(guān)的學(xué)者還應(yīng)繼續(xù)探索研究促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用。

［1］饒威，丁堅勇，李銳.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用［J］.華中電力，2011（02）：22-24.

［2］李林珍.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能用電社區(qū)中的應(yīng)用［J］.才智，2010（36）：113-115.

［3］汪洋，蘇斌，趙宏波.電力物聯(lián)網(wǎng)的理念和發(fā)展趨勢［J］.電信科學(xué)，2010（S3）：42-46.

［4］陳歡，王斌.物聯(lián)網(wǎng)與灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)中的研究［J］.價值工程，2011（09）：10-12.

［5］李娜，陳晰，吳帆，等.面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)信息聚合技術(shù)［J］.信息通信技術(shù)，2010（02）：67-69.

Analyzing of Smart Grid Networking Technology and Application

LING Jun-bin，LIU Ting
（Jiangsu Electric Power Company Economic Research Institute，Nanjing 210036，China）

Networking technology for smart grid is the inevitable trend of development of this technology.This paper introduced the applications of networking technology in the smart grid，and the base application system construction situation for smart grid networking technology.

smart grid；networking；technology

TN915.5

A

1009－9492(2014)01－0067－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.01.017

凌俊斌，男，1981年生，江蘇如東人，碩士研究生，工程師。研究領(lǐng)域：電力工程管理。已發(fā)表論文1篇。

(編輯：向 飛)

2013－07－11