李 進

（江蘇句容供電公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212400）

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)技術快速發(fā)展背景下，將其應用到電力系統(tǒng)中，對促進物聯(lián)電力系統(tǒng)的發(fā)展具有重要意義，尤其是智能感知技術與自動化技術的應用，能夠進一步推動電力行業(yè)的發(fā)展?；谖锫?lián)網(wǎng)特點，針對電力系統(tǒng)建設與運行存在的不足進行研究分析，確定技術應用方向與要點，以建立一個高可靠的電力系統(tǒng)[1]。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術特點

1.1 技術特點

物聯(lián)網(wǎng)技術主要就是通過數(shù)據(jù)通信技術和通信射頻識別技術建立一個整合性網(wǎng)絡，達到信息共享的效果，為行業(yè)信息交流以及發(fā)展創(chuàng)造有利條件。以物聯(lián)網(wǎng)為載體，能夠實現(xiàn)整個世界所有虛擬網(wǎng)絡的有效連接，使其形成一個統(tǒng)一的整合網(wǎng)絡，并以此推動社會經(jīng)濟的發(fā)展。

1.2 體系架構

1.2.1 感知層

感知層主要由分布在各感知對象的若干個感知節(jié)點組成，以自組織方式組建成感知網(wǎng)絡，以實現(xiàn)對電網(wǎng)對象、運行環(huán)境的智能協(xié)同感知、智能識別、信息處理以及自動控制等[1]。以新型微機電系統(tǒng)傳感器為基礎，應用智能采集設備和智能傳感器等方法，有效識別和采集電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電以及調度等不同階段的實際狀態(tài)信息。

1.2.2 網(wǎng)絡層

對多種類型通信網(wǎng)絡進行有效融合與擴展，如電力無線寬帶、無線傳感網(wǎng)及無線公共通信系統(tǒng)等，做到感知層與應用層兩者間信息傳遞、路由以及控制等功能，提高感知信息大規(guī)模傳輸?shù)陌踩耘c可靠性。對于智能電網(wǎng)，主要是以電力通信網(wǎng)作為支持，以公共電信網(wǎng)為補充，才能夠實現(xiàn)信息傳遞、匯聚以及控制。電力通信網(wǎng)為電力物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造了一個帶寬更高的雙向通信網(wǎng)絡平臺。

1.2.3 應用層

應用層可以根據(jù)不同業(yè)務需求，對感知層信息和數(shù)據(jù)進行分析處理，主要由基礎設施、中間件以及各種應用組成[2]。且應用層的各種應用會涉及到整個智能電網(wǎng)生命周期的生產、管理所有環(huán)節(jié)。以智能計算、模式識別等技術作為支持，以完成電網(wǎng)信息綜合分析與處理，且實現(xiàn)網(wǎng)絡智能化決策，進一步推動控制與服務水平的提高，對促進整個電力行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

2 物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中應用

2.1 智能電網(wǎng)建設

將物聯(lián)網(wǎng)技術應用到電力系統(tǒng)中，基本可以確定為感知控制層與通信延伸層兩個方向，主要負責智能信息識別控制和物力實體聯(lián)接。對于智能電網(wǎng)，以智能采集設備作為支持，可實現(xiàn)感知控制層對電網(wǎng)運行信息的獲??；通信延伸層以光纖通信與無線傳感技術作為支持，能夠可靠收集電網(wǎng)運行信息，并對系統(tǒng)內所有電氣設備的運行狀態(tài)進行在線動態(tài)監(jiān)測，實現(xiàn)電網(wǎng)可靠供電以及智能化用電[3-4]。電網(wǎng)建設時通過敷設電力光纖網(wǎng)絡和載波通信網(wǎng)等，以多種無線網(wǎng)絡技術作為支持，有效轉發(fā)傳輸感知層所采集到各類數(shù)據(jù)信息，且保證信息傳輸過程的安全性與穩(wěn)定性，為高質量的電網(wǎng)通信提供保障。

2.2 設備狀態(tài)監(jiān)測

以物聯(lián)網(wǎng)技術作為支持，可以有效實現(xiàn)對電力系統(tǒng)中設備運行狀態(tài)的可靠監(jiān)測。基于配電網(wǎng)自動化建設與體系架構，應用以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡技術與配電線路載波通信技術，可實現(xiàn)對設備運行信息的感知與采集。采集數(shù)據(jù)的過程中，還可以做到對配電網(wǎng)設備的遠程監(jiān)控，包括操作人員身份識別、遠程互動以及電子票證管理等，為系統(tǒng)運行管理以及檢修維護提供可靠支持。

2.3 設備狀態(tài)檢修

將物聯(lián)網(wǎng)技術應用到電網(wǎng)設備狀態(tài)檢修中，可以更準確地獲得設備實際狀態(tài)信息，以準確判斷其運行壽命，并為所存缺陷的處理提供依據(jù)。相比常規(guī)檢修方式，狀態(tài)檢修可以構建變電站與線路的監(jiān)控統(tǒng)一，提高設備檢修的智能化水平[5]。以大量傳感器作為支持，可以更便捷可靠地獲取設備實際狀態(tài)信息，為下一階段檢修計劃的編制提供數(shù)據(jù)支持。尤其是現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術水平不斷提高，在一定程度上推動了電力系統(tǒng)設備狀態(tài)檢修工作效率的提高。

2.4 系統(tǒng)設備巡檢

物聯(lián)網(wǎng)技術在電力系統(tǒng)智能設備巡檢中的應用，可以通過電網(wǎng)內部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，搭配激光掃描技術，對系統(tǒng)中各類設備狀態(tài)進行準確識別，再以RFID技術和紅紫外監(jiān)測技術為支持，完成設備狀態(tài)的檢測。此外，通過GPS定位系統(tǒng)，還可以對掃描得到的數(shù)據(jù)進行定位、定項分析，確定設備所存問題與缺陷，并將結果整理完畢上傳到數(shù)據(jù)庫內存儲，便于后續(xù)設備檢修工作的展開。

3 物聯(lián)電力系統(tǒng)關鍵技術

3.1 傳感器應用

3.1.1 導線溫度傳感器

應用導線溫度傳感器可以對輸電線路進行在線測溫，如圖1所示。其中，測溫終端所應用的是微功耗技術，供電方式為鋰亞電池，具有消耗低、壽命長的特點，可滿足至少5年的使用需求。兩者相互搭配使用，能夠有效解決測溫終端單元取電問題。

圖1 導線溫度傳感器

3.1.2 激光測距傳感器

激光測距傳感器的主要功能是對輸配電路周邊存在的樹木等危險物是否滿足輸配電線路安全距離范圍要求進行測量，且可以輔助測量線路弧垂度，為線路的檢修維護提供支持。

3.2 電力系統(tǒng)組網(wǎng)需求

電力傳感網(wǎng)絡場景復雜度高，設計難度大。為達到實時感知電網(wǎng)運行狀態(tài)的效果，需要對所有電力設備安裝大量傳感器，負責對運行信息的采集與傳輸。其中，傳感器節(jié)點收集的數(shù)據(jù)對象包括電壓、電流、溫度、壓力及濕度等。通過所收集到的數(shù)據(jù)來對電網(wǎng)整體運行狀態(tài)進行分析，掌握每個設備實際情況和環(huán)境狀態(tài)[6]。為保證電力環(huán)境下可以滿足電網(wǎng)感知需求，傳感器網(wǎng)絡服務對象以及數(shù)據(jù)傳輸必須要達到如下3點要求。第一，多個無線通信中斷。為實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，必須要配置大量的傳感器節(jié)點，負責對用戶電氣設備運行數(shù)據(jù)進行采集。第二，大量傳輸數(shù)據(jù)。設置的所有傳感器節(jié)點能夠對用電設備運行信息進行周期性發(fā)送，且因為傳感器基數(shù)大，網(wǎng)絡內待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也比較大。第三，較高實時性。只有保證收集到的所有數(shù)據(jù)信息及時傳輸給電力控制中心，才能夠對電網(wǎng)運行態(tài)勢進行可靠分析，確保遇到問題后能及時對線路進行調控處理[7]。

3.3 應用系統(tǒng)體系架構

在實時感知輸變電系統(tǒng)運行狀態(tài)的基礎上，根據(jù)不同業(yè)務需求對感知層感知到的信息進行針對性地分析與處理，形成包括應用基礎設施、中間件以及各種應用的體系架構，并對物聯(lián)網(wǎng)的各種應用有效實現(xiàn)[8]。電力傳感器網(wǎng)絡可以對智能電網(wǎng)全壽命周期中的所有環(huán)節(jié)產生的信息進行分析處理，為下一階段電網(wǎng)智能化決策、控制以及服務提供依據(jù)。

4 結 論

物聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)比較成熟，且已經(jīng)得到了廣泛應用。對物聯(lián)網(wǎng)技術與電力系統(tǒng)的結合應用進行分析，基于物聯(lián)網(wǎng)技術特點建立物聯(lián)電力系統(tǒng)，對系統(tǒng)運行全過程所有信息進行收集和分析，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的實時監(jiān)測與管理，及時解決存在的隱患與問題，以期為用戶提供更高質量的服務。