張方，周涵，于鑫

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司丹東供電公司，遼寧 丹東 118000）

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的射頻識(shí)別技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)等解決了當(dāng)前智能電網(wǎng)中存在的許多問(wèn)題。文章首先對(duì)智能電網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，進(jìn)而再闡述這兩者之間的關(guān)系，最后再著重介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵性技術(shù)以及電力物聯(lián)網(wǎng)的功能應(yīng)用。

1 智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的基本簡(jiǎn)介

1.1 智能電網(wǎng)的簡(jiǎn)介

智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的一種最新型的表現(xiàn)形式，主要是將傳統(tǒng)的電網(wǎng)進(jìn)行智能化處理，智能電網(wǎng)是在特定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上所建立的，特定網(wǎng)絡(luò)需要具有高速雙向通信以及集成功能的特點(diǎn)。智能電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)主要有四點(diǎn)，①信息獲取及時(shí)。由于將自動(dòng)化控制技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)等運(yùn)用到智能電網(wǎng)中，因此人們能及時(shí)且安全的接收到信息，并能根據(jù)信息及時(shí)預(yù)測(cè)出可能出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)而及時(shí)解決問(wèn)題并維護(hù)了智能電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。②基礎(chǔ)和技術(shù)體系較為龐大。智能電網(wǎng)基礎(chǔ)體系與技術(shù)體系的龐大，從而可以有效的抵御外界的攻擊或者干擾，保障智能電網(wǎng)穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。③現(xiàn)代管理技術(shù)與通信技術(shù)的綜合運(yùn)用。智能電網(wǎng)將通信技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù)進(jìn)行綜合使用，使設(shè)備的電能損耗被有效降低，使用效率被有效增加，降低了智能電網(wǎng)的運(yùn)行成本。④供電機(jī)構(gòu)與用戶實(shí)行雙向互動(dòng)。雙向互動(dòng)的服務(wù)模式在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)用戶用電信息的獲取進(jìn)而為用戶提高更加便捷的服務(wù)，而用戶也可以及時(shí)的獲取自身的用電狀況，進(jìn)而選擇更優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今信息時(shí)代的一種新型技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)的建立還是基于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上，物聯(lián)網(wǎng)的高效運(yùn)行主要是通過(guò)射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)促使物品之間可以交換信息等，促使通信與信息交換等由人發(fā)展到物品。

1.3 智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系

由于物聯(lián)網(wǎng)具有高強(qiáng)的信息感知功能、傳輸功能以及處理功能，而這些功能為智能電網(wǎng)的信息化建設(shè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)保障，因此對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高效使用可以促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。

2 智能電網(wǎng)基于物聯(lián)網(wǎng)的新型電網(wǎng)系統(tǒng)

2.1 電力物聯(lián)網(wǎng)的概念

電力物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)智能的電網(wǎng)體系，其建立與運(yùn)行是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)之上的。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架主要有三部分，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。

2.1.1 感知層

在智能電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，感知層的主要作用是利用智能采集器以及智能傳感器等先進(jìn)技術(shù)對(duì)感知子層進(jìn)行控制，同時(shí)在延伸子層會(huì)有延伸網(wǎng)絡(luò)形成，進(jìn)而借助通信模塊將各種物理實(shí)體傳送到網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。

2.1.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層主要由兩部分組成，分別為接入網(wǎng)、核心網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層處于整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的核心位置，其主要功能是進(jìn)行信息的處理。

2.1.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層在日常運(yùn)行的過(guò)程中運(yùn)用了各種新型的、高級(jí)的信息技術(shù)，進(jìn)而促使整個(gè)運(yùn)行模式都更加高級(jí)。應(yīng)用層中運(yùn)用的信息技術(shù)主要有云計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、信息處理技術(shù)、Web服務(wù)技術(shù)、解析服務(wù)技術(shù)以及應(yīng)用集成技術(shù)等[1]。

2.2 電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 云計(jì)算技術(shù)

電力物聯(lián)網(wǎng)在日常運(yùn)行的過(guò)程中每時(shí)每刻都會(huì)有大量的信息產(chǎn)生，而龐大的信息量是以往的計(jì)算技術(shù)難以完成的，進(jìn)而會(huì)影響電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行與發(fā)展。因此電力物聯(lián)網(wǎng)的高效運(yùn)行需要使用強(qiáng)大的計(jì)算技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算與處理，而云計(jì)算技術(shù)具有計(jì)算速度快、工作效率高等特點(diǎn)，進(jìn)而云計(jì)算技術(shù)被高效運(yùn)用到電力物聯(lián)網(wǎng)中。

2.2.2 通信技術(shù)

智能電網(wǎng)對(duì)通信有較高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求，要求通信技術(shù)具有標(biāo)準(zhǔn)化以及簡(jiǎn)單化的特點(diǎn)。在現(xiàn)代先進(jìn)的信息技術(shù)中以Web為中心的可互操作通信技術(shù)不僅擁有便捷的網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)的接口，同時(shí)其內(nèi)部的傳感器還能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器之間的信息交流，即使在沒(méi)有網(wǎng)關(guān)的條件下服務(wù)器也能同樣進(jìn)行信息的交流，從而可以高效滿足智能電網(wǎng)對(duì)通信的高質(zhì)量要求。

2.2.3 虛擬能量?jī)?chǔ)存

利用現(xiàn)代的通信技術(shù)對(duì)能源的需求以及能源的分布進(jìn)行合理的協(xié)調(diào)，同時(shí)還要建立可充放電的電力設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備雙向潮流的虛擬能量?jī)?chǔ)存。

2.2.4 智能電表

智能電表在電力物聯(lián)網(wǎng)中屬于智能化的硬件設(shè)施建設(shè)，智能電表的主要作用是服務(wù)用戶，電力機(jī)構(gòu)借助智能電表進(jìn)而可以預(yù)測(cè)用戶的電能使用模式，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果為用戶制定合理的供電量以及供電質(zhì)量。

2.2.5 信息安全

安全保障的措施可以通過(guò)四方面實(shí)現(xiàn)：①利用物聯(lián)網(wǎng)的感知能力進(jìn)而對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行物理安全保護(hù)；②對(duì)訪問(wèn)人員進(jìn)行嚴(yán)格審查與管控，同時(shí)還要在網(wǎng)絡(luò)頁(yè)面中設(shè)定相應(yīng)的密碼，進(jìn)而保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全；③對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)中的重要數(shù)據(jù)，其保存方式可以選用安全模塊進(jìn)行保管，從而提高物聯(lián)網(wǎng)的安全系數(shù)；④針對(duì)被保存的數(shù)據(jù)同樣也需要設(shè)置級(jí)別較高的密碼，促使數(shù)據(jù)的完整性可以得到有效保護(hù)，同時(shí)還要將軟件的容錯(cuò)能力進(jìn)行提高，對(duì)相關(guān)消息的來(lái)源還要進(jìn)行全面的認(rèn)證[2]。

2.3 電力物聯(lián)網(wǎng)的功能應(yīng)用

2.3.1 共享電網(wǎng)信息的實(shí)現(xiàn)

利用智能電網(wǎng)可以將智能用電服務(wù)、高級(jí)用電服務(wù)以及普通用電服務(wù)等進(jìn)行統(tǒng)一。用戶與電網(wǎng)機(jī)構(gòu)之間雙向互動(dòng)模式的開啟、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中感知層和網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層的高效運(yùn)用進(jìn)而可以為用戶提供多樣化以及個(gè)性化的有關(guān)智能電網(wǎng)的服務(wù)需求[3]。

2.3.2 實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修的一體化

智能電網(wǎng)在運(yùn)行的過(guò)程中需要參考電力設(shè)備的各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)而監(jiān)測(cè)智能電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，收集電力設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)成為智能電網(wǎng)的工作項(xiàng)目之一，電力設(shè)備便會(huì)完整的呈現(xiàn)出所監(jiān)測(cè)到的信息，進(jìn)而將電力設(shè)備的反映信息與電力設(shè)備的監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行綜合分析，便可以及時(shí)的了解到設(shè)備的在線狀況[4]。通過(guò)物理網(wǎng)技術(shù)的支持以及合理的分析，智能電網(wǎng)便可以準(zhǔn)確且詳細(xì)的分析出異常現(xiàn)象的具體位置、異?，F(xiàn)象的嚴(yán)重程度以及異常現(xiàn)象的發(fā)展趨勢(shì)等。

2.3.3 預(yù)測(cè)電網(wǎng)外部的環(huán)境

影響電力設(shè)備正常運(yùn)行的主要因素便是環(huán)境因素，而且環(huán)境因素還具有一定的不可控性。雖然氣象部門會(huì)提供相應(yīng)的氣象信息，但是氣象部門提供的氣象信息所針對(duì)的范圍較為廣泛，而且及時(shí)性相對(duì)較差，因此電力機(jī)構(gòu)需要對(duì)電網(wǎng)設(shè)備外部的各種環(huán)境信息進(jìn)行持續(xù)的收集、整理以及分析[5]。電力機(jī)構(gòu)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)收集到的風(fēng)向、濕度、氣壓、光輻射、溫度以及風(fēng)速等相關(guān)的參數(shù)信息進(jìn)行匯整，再利用后端的分析系統(tǒng)進(jìn)而分析這些電網(wǎng)外部的環(huán)境信息，以方便對(duì)于電網(wǎng)外部環(huán)境的預(yù)測(cè)，最后會(huì)根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果對(duì)電力設(shè)備采取有效的預(yù)防措施以及提出更為有效的電網(wǎng)運(yùn)行方案等[6]。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

3.1 信息集成技術(shù)有待完善

在進(jìn)行智能電網(wǎng)信息化建設(shè)的過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)信息孤島的問(wèn)題，而這一問(wèn)題的出現(xiàn)則表明在智能電網(wǎng)中有障礙性介質(zhì)影響信息的集成，進(jìn)而還需要加強(qiáng)對(duì)信息集成技術(shù)的提升，從而保障在電網(wǎng)建設(shè)中所有的信息反映都能暢通無(wú)阻[7]。

3.2 信息安全保障系數(shù)較低

網(wǎng)絡(luò)信息被惡意竊取、網(wǎng)絡(luò)信息泄露等都是當(dāng)今信息化建設(shè)中最常見(jiàn)的問(wèn)題，進(jìn)而影響著用戶的個(gè)人信息安全，甚至是人身安全，這些現(xiàn)象進(jìn)一步表明當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)存在著信息安全保障性較差的問(wèn)題，因此有關(guān)機(jī)構(gòu)還應(yīng)加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的信息安全保障建設(shè)。

3.3 缺乏完善的標(biāo)準(zhǔn)化體系

由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)發(fā)展起步相對(duì)較晚，因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)暫未形成一個(gè)較為完善且統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，而這一現(xiàn)象也會(huì)很大程度的影響物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)信息化建設(shè)中的應(yīng)用與發(fā)展，因此相關(guān)機(jī)構(gòu)需要根據(jù)我國(guó)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展方向以及國(guó)外優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)而建立與完善適合自身發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)體系，從而促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)的未來(lái)發(fā)展[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

智能電網(wǎng)的信息化建設(shè)離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的強(qiáng)力支撐，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)今時(shí)代中新型的信息技術(shù)，因此在其發(fā)展的過(guò)程中還面臨著許多的挑戰(zhàn)，相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)此展開深入的研究，從而提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安全性以及高效性，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)智能電網(wǎng)的信息化建設(shè)。