物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能電網(wǎng)的融合

唐崢強

摘 要：隨著時代進步和科學技術(shù)的革新，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸出現(xiàn)，它可以深度融合信息通信和智能電網(wǎng)，提升電力工業(yè)的信息化、自動化和智能化水平，對于電力工業(yè)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級起到了很大的推動作用。文章簡要介紹了物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)的相關(guān)概念和發(fā)展前景，并根據(jù)國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的研究現(xiàn)狀提出對智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用研究提供了參考。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；物聯(lián)網(wǎng)；融合

引言

近年來，隨著地球可利用資源的不斷消耗和減少，同時人們對能源利用的要求越來越高，尤其是清潔能源開發(fā)呼聲的日益高漲，怎樣合理高效地利用能源就成了一個熱點問題。而電網(wǎng)是能源輸送的最重要的方式，因此合理有效地配置電力輸送就成了一個迫切需要解決的問題。在這樣的背景下，依靠現(xiàn)代的信息技術(shù)，新材料技術(shù)和智能控制技術(shù)基礎(chǔ)上的智能電網(wǎng)的概念應(yīng)用而生。

所謂智能電網(wǎng)，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，利用先進的測量和傳感技術(shù)、新材料制造的設(shè)備技術(shù)、最優(yōu)化的控制方法和決策支持系統(tǒng)技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動化、互動化為特征的統(tǒng)一智能化電網(wǎng)，實現(xiàn)電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。智能電網(wǎng)的最根本特征在于其智能化，而要實現(xiàn)其智能化，首先需要在電網(wǎng)設(shè)備中嵌入傳感器，利用傳感器的智能化來提高其數(shù)字化水平；其次需要利用大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，進行數(shù)據(jù)的收集，通過分析系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行整合，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性；最后需要對收集的數(shù)據(jù)進行分析，即根據(jù)已經(jīng)掌握的數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析，根據(jù)分析的結(jié)果，拿出更為合理的方案，實現(xiàn)電網(wǎng)的優(yōu)化管理和高效運行。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)進行信息的獲取和分析，達到對電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)嚴密監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳遞的目的，從而保證電力系統(tǒng)能夠更加可靠穩(wěn)定的運行。

1 物聯(lián)網(wǎng)的概念和關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)在國際上又稱為傳感網(wǎng)，是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。它是利用互聯(lián)網(wǎng)和局部網(wǎng)等通信手段把人員、物、機器、控制器和傳感器通過新的方式聯(lián)在一起，形成物與物、物與人和人與機器之間的相互聯(lián)系，從而實現(xiàn)信息化、智能化和遠程管理控制的智能網(wǎng)絡(luò)。

要想實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智能化的特點，必須采用先進的智能化技術(shù)，而物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵性技術(shù)主要有以下幾個方面構(gòu)成。

1.1 物聯(lián)網(wǎng)具有先進的數(shù)據(jù)采集技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)中，目前較為流行的技術(shù)分別是傳感器技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。通過在電網(wǎng)設(shè)備中嵌入傳感器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，然后利用計算機將采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)字化處理，轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)具有及時的信息傳輸技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)中的信息傳輸技術(shù)可包括近距離通信技術(shù)和遠程信息傳輸技術(shù)。在近距離通信技術(shù)中，可采用無線藍牙技術(shù)和無線射頻識別技術(shù)。通過在可跟蹤的電網(wǎng)設(shè)備上植入射頻標簽，利用特定設(shè)備讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，從而獲得需要采集的設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。遠程信息傳輸技術(shù)分為有線信息傳輸技術(shù)和無線信息傳輸技術(shù)，有線信息傳輸技術(shù)中主要采用以電話線為傳輸媒質(zhì)的傳輸技術(shù)組合和無源光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，遠程無線信息傳輸技術(shù)主要采用的是GPRS、3G和WLAN技術(shù)等。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)具有強大的數(shù)據(jù)分析技術(shù)和智能控制技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是建立在計算機技術(shù)基礎(chǔ)上的，可利用云計算強大的功能，對采集的數(shù)據(jù)進行分析和整合，把分析之后的數(shù)據(jù)及時反饋給決策者和物聯(lián)網(wǎng)控制的物和設(shè)備，通過最優(yōu)化的決策，實現(xiàn)對電網(wǎng)的智能控制。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能電網(wǎng)的融合

2.1 利用物聯(lián)網(wǎng)先進的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的實時量測和采集

在對電網(wǎng)系統(tǒng)實施數(shù)據(jù)的采集過程中，主要采集結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要指的是用電量、電網(wǎng)調(diào)度和控制需要的實時數(shù)據(jù)，同時還包括大量的各種設(shè)備狀態(tài)運行過程中產(chǎn)生的靜態(tài)和動態(tài)信息數(shù)據(jù)，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括視頻監(jiān)控、圖像處理過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不方便用數(shù)據(jù)庫二維邏輯的形式來表示。由于需要采集的數(shù)據(jù)量巨大，先需要通過先進的參數(shù)量測技術(shù)獲得數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息，然后由各電網(wǎng)的終端將這些數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的標準上傳到數(shù)據(jù)中心，這實際上構(gòu)成了一定規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。通過這些數(shù)據(jù)來評估用電量分布、電網(wǎng)設(shè)備的健康狀況和電網(wǎng)的完整性。

2.2 利用物聯(lián)網(wǎng)及時的信息傳輸技術(shù)，實現(xiàn)對智能電網(wǎng)設(shè)備的有效診斷和控制

在電網(wǎng)運行過程中，最重要的是保證電網(wǎng)運行的穩(wěn)定和安全。因此實現(xiàn)對智能電網(wǎng)設(shè)備的有效診斷就變得非常重要。利用物聯(lián)網(wǎng)中各種數(shù)據(jù)的采集，當智能電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，由各變電站錄波器記錄故障錄播數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)的通訊傳輸設(shè)備，傳輸?shù)诫娋W(wǎng)子站的數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)包括靜態(tài)和動態(tài)的數(shù)據(jù)，然后通過物聯(lián)網(wǎng)強大的云計算能力，對電網(wǎng)中可能的故障進行識別，并對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，從而確定造成電網(wǎng)出現(xiàn)故障可能的設(shè)備和原因，再將這些數(shù)據(jù)有調(diào)度中心，通過數(shù)據(jù)解壓和解釋模塊，實現(xiàn)實時診斷，最終由各電網(wǎng)終端形成故障簡報，并將故障簡報送達決策者，從而實現(xiàn)對電網(wǎng)故障的最終診斷。在智能電網(wǎng)中，智能控制中心是整個智能電網(wǎng)的核心，為了實現(xiàn)智能電網(wǎng)綠色高效的運行，這就需要獲取可靠的數(shù)據(jù)，并及時對大量的數(shù)據(jù)進行智能化的分析和整理，以便作出正確的決策，以實現(xiàn)對智能電網(wǎng)實時高效的控制。

3 結(jié)束語

隨著信息化時代的到來，物聯(lián)網(wǎng)作為信息化發(fā)展階段的重要標志之一，如何在現(xiàn)代的電力系統(tǒng)中實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與電網(wǎng)的有機結(jié)合，成為一個重要的研究課題。在智能電網(wǎng)中實現(xiàn)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合，必將大大提高對電網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集，通過對數(shù)據(jù)的高效分析，必將提高電網(wǎng)的運行效率，及時對電網(wǎng)在運行中出現(xiàn)的問題進行有效診斷，給出最優(yōu)化解決問題的方案，有效整合電力系統(tǒng)各種資源，從而提高電力系統(tǒng)信息化水平、安全運行水平和供電的可靠性水平，同時實現(xiàn)電力資源的最優(yōu)化配置。

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