物联网在电力系统的应用展望

李锐 周欢

【摘 要】电力系统建设日趋完善，特别是在新技术的支持下，系统功能更加完善，能够更好地适应运行环境，为社会生产生活提供可靠的供电服务。物联网技术与电力系统的有效结合促进了智能电网的发展。以物联网技术为基础，建立了分层送电、配电、电力系统监控、巡查、交互服务等应用系统，进一步提高了物联网的保护效果，更适合于电力系统的安全运行。

【关键词】物联网;电力系统

引言

随着物联网技术的飞速发展，物联网技术在电力系统中的应用对于推动物联网电力系统的发展，特别是智能传感技术和自动化技术的应用，将进一步推动物联网电力系统的发展具有重要意义。本文根据物联网的特点，研究分析了电力系统建设和运行中存在的不足，确定了应用方向和技术要点，以建立高可靠性的电力系统。

1 物联网技术特点

关于互联网革命的新内容，除了信息识别、红外传感等特点外，还应考虑到新信息通信技术革命的新特点。在发展过程中，他们还可以提供全球定位，以及M2M等。

1.1 技术特点

物联网技术主要是通过数据通信技术和通信射频识别技术建立综合网络，达到信息共享的效果，为行业信息交流和发展创造有利条件。

1.2 体系架构

1.2.1 感知层

感知层主要由分布在每个感知对象中的多个感知节点组成。感知网络由自组织形成，实现对网络对象和操作环境的智能协同感知、智能识别、信息处理和自动控制。在新型微机电系统传感器的基础上，应用智能采集设备和智能传感器，有效地识别和采集发电、输电、变电、配电、用电、等不同阶段的实际状态信息。

1.2.2 网络层

对电力无线宽带、无线传感器网络、无线公共通信系统通信网络进行有效的集成和扩展，可以实现感知层与应用层之间的信息传输、路由和控制功能提高感知信息大规模传输的安全性和可靠性。

1.2.3应用层

应用层可以根据不同的业务需求对感知层的信息和数据进行分析和处理，主要由基础设施、中间件和各种应用组成。而应用层的各种应用将涉及到智能电网整个生命周期中生产和管理的各个环节。

2 物联网在电力系统中应用

2.1 智能电网建设

物联网技术在电力系统中的应用，基本上可以确定感知控制层和通信扩展层两个方向，它们主要负责智能信息识别控制和物理实体连接。智能电网采用智能采集设备作为支撑，通过感知控制层实现对网络运行信息的采集，通信扩展层采用光纤通信和无线传感器技术，能够可靠地采集网络运行信息。

2.2 设备状态监测

借助物联网技术，可以有效地实现电力系统设备运行状态的可靠监测。基于配电自动化的结构和体系结构，应用以太网无源光网络技术和配电线载波通信技术，可以实现对设备运行信息的感知和采集。在数据采集过程中，还可以实现对配电网设备的远程监控，包括操作员身份识别、远程交互和电子票务管理，为系统的运行管理和维护提供可靠的支持。

2.3 设备状态检修

物联网技术在电网设备状态检修中的应用，可以更准确地获取设备的实际状态信息，从而准确判断设备的运行寿命，为处理存在的缺陷提供依据。与传统的维修方法相比，状态维修可以建立变电站和线路的统一监控，提高设备维修的智能化水平。

2.4 系统设备巡检

物联网技术在电力系统智能设备巡检中的应用，可以通过电网内部数据库系统和激光扫描技术，准确识别系统中各类设备的状态，完成对电力系统智能设备的检测。在rfid技术和红紫外监测技术的支持下，对设备状态进行监测。另外，通过GPS定位系统，可以对扫描数据进行定位分析，确定设备存在的问题和缺陷，并将结果整理上传数据库存储，方便后续设备维护工作。

3 物联电力系统关键技术

3.1 传感器应用

3.1.1 导线温度传感器

导线温度传感器可用于输电线路的在线温度测量，其中，温度测量终端采用微功率技术。供电方式为锂离子电池，具有耗电量低、使用寿命长的特点，可满足至少5年的需要。两者的结合可以有效地解决温度测量终端的功率采集问题。

3.1.2 激光测距传感器

导线温度传感器可用于输电线路的在线温度测量，其中，温度测量终端采用微功率技術，供电方式为锂离子电池，具有耗电量低、使用寿命长的特点，可满足至少5年的需要。两者的结合可以有效地解决温度测量终端的功率采集问题。

3.2 电力系统组网需求

电力传感器网络场景复杂，设计难度大。为了达到实时感知电网运行状态的效果，需要为所有电力设备安装大量的传感器，负责采集和传输运行信息。传感器节点采集的数据对象包括电压、电流、温度、压力和湿度。通过收集的数据，分析了电网的整体运行状况，掌握了各设备的实际情况和环境状况。

为了满足电力环境下的电网传感要求，传感器网络的服务对象和数据传输必须满足以下三个要求。首先，多次无线通信中断。为了实现对电力系统运行状态的实时监测，必须配置大量的传感器节点来采集用户用电设备的运行数据。其次，传输大量数据。所建立的所有传感器节点都能周期性地发送电力设备的运行信息，而且由于传感器基数大，在网络中传输的数据量相对较大。第三，具有很高的实时性。只有保证采集到的所有数据和信息及时传输到电力调度中心，才能对电网运行情况进行可靠分析，确保线路遇到问题后能及时得到控制和处理。

3.3 应用系统体系架构

在实时感知输变电系统运行状态的基础上，根据不同的业务需求，对感知层感知到的信息进行分析和处理，构建了包括应用基础设施、中间件和形成了多种应用，有效实现了物联网的多种应用。电力传感器网络能够对智能电网全生命周期各环节产生的信息进行分析和处理，为下一阶段的智能电网决策、控制和服务提供依据。

结束语

物联网技术已经成熟并得到广泛应用。分析了物联网技术与电力系统的结合。根据物联网技术的特点，建立了物联网电力系统。对系统运行全过程的所有信息进行收集和分析。实现了对电力系统的实时监控和管理，及时解决隐患和问题，为用户提供更高的质量。

参考文献：

[1] 刘伟，孙萍.物联网技术在电力系统中的实践[J].科技创新导报.2019（07）

[2] 沈琳.物联网在电力通信网中的应用[J].城市建设理论研究（电子版）.2017（21）

（作者单位：国网新疆电力有限公司检修公司）