摘要：我國為了快速創(chuàng)建低碳節(jié)約型、綠色發(fā)展型的社會，急需科學(xué)地規(guī)劃輸送及使用能源的系統(tǒng)。而電力系統(tǒng)是制造、輸送電力能源的主要承擔(dān)者，相應(yīng)地也迫切需要革新內(nèi)部的管理及技術(shù)應(yīng)用。現(xiàn)階段，國內(nèi)外均在電力系統(tǒng)中，大力發(fā)展智能電網(wǎng)。這種電網(wǎng)具有很多優(yōu)勢，如可靠性強、能源使用率高等，與國內(nèi)的國情及發(fā)展戰(zhàn)略非常吻合。而其中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則可以充分實現(xiàn)電網(wǎng)通訊的自動化、信息化，并將電力管理效率大幅提升。基于此，本文從電力系統(tǒng)角度，概述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用，僅供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)? 智能電網(wǎng)? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)? 應(yīng)用

伴隨現(xiàn)代科技的快速進步以及社會的不斷變遷，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被越來越廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中。在這樣的背景下，電力系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)得到了進一步強化，可以通過智能化的電網(wǎng)管理和控制，實現(xiàn)更加高效的發(fā)展。鑒于目前的電網(wǎng)建設(shè)中，依然存在一定的缺陷，故此必須大力開發(fā)、應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以確保大力系統(tǒng)得以正常、高效地運行。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

1.基本特點

從本質(zhì)上看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指借力于通信、射頻識別技術(shù)實現(xiàn)一種的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以基于整合這兩種技術(shù)，形成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并達到共享信息、營造更適合業(yè)內(nèi)發(fā)展及運行環(huán)境的目的。而物聯(lián)網(wǎng)作為運營中的主要載體，能構(gòu)架一種連接模式，以有效結(jié)合現(xiàn)實世界語虛擬化網(wǎng)絡(luò)，形成一個先進的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以此來拉動社會經(jīng)濟的不斷增長。此外，作為新的產(chǎn)物之一，物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一，安全問題十分突出。其中的傳感器為了長期完整地維持網(wǎng)絡(luò)，傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能自愈，以避免環(huán)境、人為因素帶來影響。而RFID技術(shù)會事先在物品中置入電子標(biāo)簽以便實時監(jiān)控，但卻會引起個人隱私暴露問題。此外，一旦網(wǎng)絡(luò)被黑客攻擊，往往會引起更嚴(yán)酷的安全問題。所以，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推廣應(yīng)用的過程中，必須平衡好信息化與安全性能。

2.體系架構(gòu)

（1）應(yīng)用層

在應(yīng)用層中，能按各項業(yè)務(wù)需求，來分析、處理感知層中的數(shù)據(jù)信息，而主要的組成部分有應(yīng)用設(shè)備、中間件、基礎(chǔ)設(shè)施。其中的應(yīng)用方面關(guān)系到智能電網(wǎng)的整體生命周期管理、產(chǎn)品生產(chǎn)過程，在智能識別、模式運算等的支持下，快速綜合分析、處理電網(wǎng)信息，促進網(wǎng)絡(luò)展開智能化決策，以此來進一步提升控制、電力服務(wù)水平，在加快電力業(yè)的發(fā)展方面意義深遠。

（2）網(wǎng)絡(luò)層

通過網(wǎng)絡(luò)層，可以充分融合、擴展不同的通信網(wǎng)絡(luò)，比如，無線傳感網(wǎng)、寬帶、公共通信等。基于此，能傳遞應(yīng)用層、感知層間的信息、控制路由器等，最終增大大量感知、傳輸信息的安全、可靠性。針對智能電網(wǎng)，基礎(chǔ)支持是電力通信網(wǎng)，補充部分為公共電信網(wǎng)，再匯聚、傳遞、控制信息。通過電力通信網(wǎng)，能夠形成一個更便捷的雙向通信平臺，提高電力物聯(lián)網(wǎng)的帶寬水平。

（3）感知層

一般感知層往往在若干感知對象的感知節(jié)點中分布，并且基于自組織模式，來創(chuàng)建感知網(wǎng)絡(luò)，以此來智能化地識別、協(xié)同感知、處理、自動控制電網(wǎng)對象、作業(yè)環(huán)境等?；诂F(xiàn)代微機電系統(tǒng)內(nèi)部的傳感器，借助智能采集、傳感器等，來智能識別、搜羅電網(wǎng)中的發(fā)輸變配用電、調(diào)度等階段中的狀態(tài)變化信息。

二、在電力系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效應(yīng)用

1.發(fā)電中的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)中，有大量引進清潔能源，例如，風(fēng)能等。據(jù)我國能源局調(diào)查的數(shù)據(jù)顯示，2019上半年風(fēng)電一共新增并1601萬kW的網(wǎng)容量，到6月底，網(wǎng)容量累計升至1.54億kW。雖然這樣國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的棄風(fēng)限電問題還是很嚴(yán)重，單單2015年便有浪費2000億kW·h電力，損失已經(jīng)超過百億。目前有50%的風(fēng)電廠還是未出現(xiàn)盈利現(xiàn)象。而通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能將傳感系統(tǒng)安裝在風(fēng)機設(shè)備中，并且在傳感測量、挖掘技術(shù)的支持下，分析天氣變化帶給風(fēng)機的影響，再基于此適當(dāng)調(diào)整風(fēng)機運行，以防止棄風(fēng)限電。而調(diào)度中心通過無線通信，還能掌控實時的風(fēng)力機出力水平，更好地掌控調(diào)度，以此來控制分布式的實際電源出力，大幅提升清潔能源的實際使用率。

2.輸配電中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，輸配電領(lǐng)域至關(guān)重要。在輸電領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用在設(shè)置、安裝傳感器的領(lǐng)域。在電力輸配電中，有關(guān)工作人員可在輸電電力線路中，設(shè)置一定的智能化傳感器，來實時動態(tài)地監(jiān)測線路當(dāng)中的輸配電情況，并且及時地向監(jiān)管中心，反饋線路當(dāng)中的損耗、異常等消息?；诖?，工作人員再按調(diào)度人員給出的優(yōu)化設(shè)計，來調(diào)整輸電系統(tǒng)中設(shè)計的方案。此外，在電力系統(tǒng)當(dāng)中，也開始逐步興起無人機檢驗、巡查等。其中有結(jié)合無人機和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并利用無線通訊，引導(dǎo)工作人員更好地掌握輸配電中的實際情況。在5G時代下，有進一步提高物聯(lián)網(wǎng)中的通訊質(zhì)量、速度等。而基于5G技術(shù)，無人機還可大幅提高圖片的拍攝、傳輸量及其質(zhì)量，靈巡檢更加可靠、有效。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，無人機在巡檢時，可不再受地理、環(huán)境等的不利影響，實行可靠性更高的巡檢，以此來增大國內(nèi)電力輸電能力。針對配電領(lǐng)域，有大量引進全新的分布式電源，形成各種新的生活器具，如電動智能汽車、家用智能電器等。這種電源接納能力很強，在電力系統(tǒng)中引進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以跟蹤實時變化的負荷曲線，以此來掌握電力系統(tǒng)的作業(yè)情況。

3.變電中的應(yīng)用

在電力變電領(lǐng)域，通過智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能幫助變電站變換電壓、電流，形成智能化模式這樣在變電站，便能自動采集信息、數(shù)據(jù)，把控電壓變換與測量，降低人力支出。長時間地使用變電站，需要定時檢測、維修。通過智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、5G模式，可按變電站當(dāng)天操作情況，實時更新結(jié)果。在進行檢測時，獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果會被及時傳送到維修人員，以幫助他們進行分析、并采取維修決策。通過結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)與5G，能更高效率地檢測，令變電站更加安全地運行。另外，在對地下電纜檢測時，會先通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與地下電纜聯(lián)系上，再檢測各個關(guān)聯(lián)電纜，并且及時向檢測部門輸送結(jié)果，再由其分析這些結(jié)果，且以絕緣情況、輸送數(shù)據(jù)分析最為重要，可影響到電纜的運用。伴隨5G技術(shù)的發(fā)展，可通過物聯(lián)網(wǎng)與5G技術(shù)，檢測、預(yù)防變電站、城市地下電纜等問題，令變電站得以安全工作，促進變電系統(tǒng)提升完整、安全度。

4.用電中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以融合無線開放頻率通信和既有電力通信，形成一種與智能電網(wǎng)相吻合的配電網(wǎng)，以此來統(tǒng)一解決通信方案。而靈活負荷則令A(yù)ND可以主動地管理、控制，并且基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，主動涉足ADN運行管理領(lǐng)域。例如，當(dāng)前興起的電壓節(jié)能技術(shù)，就是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)的。通過智能電表、計量新設(shè)施等，分析判斷用電設(shè)備，在安全可靠的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)販p少電壓進而降低用電量，以此來響應(yīng)國內(nèi)節(jié)能減排方針。自進入新世紀(jì)以來，世界范圍內(nèi)的電動汽車量一直在持續(xù)增長，通過AND來可靠有效地進行管理也逐步發(fā)展成為研究熱點之一。例如，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠綜合考量EV的行駛運行習(xí)慣、整體負荷特征等。從市場電價、整個ADN運行出發(fā)，更好地管理EV系統(tǒng)充放電，建立起專門的運營新模式。

三、結(jié)語

綜上所述，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了人與物、物與物的便捷互聯(lián)。在電力系統(tǒng)，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的三層構(gòu)架形式，得以更加高效地智能化采集、傳輸、分析電網(wǎng)運行的信息數(shù)據(jù)、應(yīng)用情況。目前，在組建智能電網(wǎng)、檢修運行設(shè)備、監(jiān)測作業(yè)狀態(tài)、設(shè)備巡檢及管理等方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的整體應(yīng)用效果均十分理想，極大地推動了智能電網(wǎng)的健康發(fā)展。

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作者簡介

吳振田（1980-），男，漢族，廣東揭陽人，本科，電力工程技術(shù)工程師，從事電力通信及自動化技術(shù)相關(guān)研究。