物联网技术及其在电力系统通信中的应用分析

丛 鹏，程晓岩，刘晓明

（1.国网西藏电力有限公司经济技术研究院，西藏 拉萨 850000；2.国网西藏电力有限公司电力科学研究院，西藏 拉萨 850000）

0 引 言

从定义上讲，物联网通常是指将一切物品通过射频识别等高科技信息传感设备和互联网有效衔接，全面实现智能化管理以及识别的一种高科技技术。毫无疑问，物联网概念的横空出世，彻底将之前的传统思维统统打破[1]。

1 现阶段物联网技术组成架构及关键技术

1.1 物联网技术的组成架构

众所周知，现阶段的物联网网络主要构成部分为：用户层、承载网络、应用控制层、接入层等。其中，计算机网络和通信网络一同构建了承载网络。具体地，用户层所主要包含的设备为计算机、手机、客户端等，其主体就是为使用者提供的物联网应用界面各种接口。就应用控制层而言，这部分主体内容通常是由应用服务器和数据库服务器所组成，应用控制层可以起到搜集、分析、转换数据等作用，并且同时全面实现用户层的适配和实践等相关触发工作。承载网络的另一种称谓又叫做通信网络，其主要承担着物联网接入层以及应用控制层的各项信息通信任务。接入层与末梢节点两者一并构成了物联网的信息搜集和信息控制系统，接入层主要起到借助末梢节点提供的信息来搜集信息以及控制组网的重要作用，并能够通过末梢节点进行向下转发或者传送各类信息。

1.2 物联网技术的关键核心

据调研，国际电联报告中明确标注了关于现阶段物联网4 项关键核心技术，分别为对事物进行标识的RFID 射频识别技术、对事物进行感知的传感网络技术、对事物进行思考的智能技术以及对事物进行微缩的纳米技术。具体地，REID 射频识别技术可以借助射频信号进行自动识别以及搜集信息等各项工作，其优点是在任何恶劣环境下都能够进行非接触式的各项自动识别工作。无线传感器网络从技术层面来讲，是一项涵盖搜集信息、处理信息以及传送信息一体化的先进网络信息系统，其最大优势为功耗较低且便于移动和铺设。传感器网络技术主要内容核心为对各类测试技术（网络化测试技术）进行系统研究，这一技术正在进行自我检测以及自我控制等方面的不断升级，变得更加可靠安全。智能技术有效的赋予物体相应智能性，并且能够充分对物体各种现状进行综合分析，第一时间做出反应，落实相关处理工作。纳米技术的主要涵盖纳米体系物理学、纳米材料学、纳米化学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加r 学、纳米力学七大学科，这七大学科在现阶段可以总体归纳为纳米材料、纳米尺度的表征和检测以及纳米器件这三大科研领域[2]。

2 现阶段物联网技术在电力系统通信的三大应用

客观而言，结合物联网技术最显著特点以及电力系统通信的最显著特点，物联网技术在电力系统通信领域主要有如下三大方面的应用策略。

2.1 物联网技术可应用于应急通信领域

电力系统通信领域中，应急通信发生的地点和时间往往不确定，这也在客观上直接导致相关工作人员无法准确锁定指挥中心以及事故具体地点，这就需要专业抢修人员在抵达现场后，全面排查现场事故状况，并且通过电话、视频等传输方式尽快向应急指挥中心以及调度中心汇报现场情况。而物联网技术能够有效解决这一难题。这一先进的技术可以使应急指挥中心以及调度中心通过对电网工作状态有关信息、设备运行状态的全方位智能监测，第一时间为调度中心日常各项管理以及应急指挥提供最准确、最及时的数据信息。一旦发生各类应急情况和突发事件，相关工作人员就可以通过物联网技术准确将事故现场进行定位，详细彻底的了解现场设备及相关部件损坏程度以及损坏情况，便于在最短时间内调拨合适的设备进行更换工作。

2.2 物联网技术可应用于配网通信领域

物联网技术在现阶段可以全面应用于配网通信各项工作中。配网相对于当前所使用的高压输变电网，特别是10 kV 及以下电压等级网络来说，具有电压等级较多、配电设备数量较多、电压等级较多、结构复杂等特点。现阶段，根据配网自动化的层次需求，配网通信可以划分为区调分站层、配网主站层、通信子站层三层，具体结构如图1 所示。

图1 配网通信结构图

根据配网通信的主体特征，现阶段的配电网通信暂时无法用采用单一通信方式来实现，主要采用的方式为光纤通信方式、载波通信方式、无线宽带技术以及租用无线公众网通信方式来实现。毫无疑问，物联网的全面应用能够有效解决配电主站和配电终端间的各种通信问题，能够通过把配电网的现有一切设备和相关部件全部与物联网相连，较为轻松快捷的完成配网通信的相关工作任务；同时，还能够全面实现配网自动化的遥控、遥信、遥测各项信息。当前阶段所采用的载波、GPRS 等常见通信技术因带宽有限只能够实现“两遥”（遥测、遥信）信息。相对而言，物联网技术则能够充分解决配电终端数量较多、变动较频繁等各类问题。

2.3 物联网技术可应用于智能电网领域

智能电网堪称是一个技术水平先进且可靠、安全、高效的现代化电网。在这项工作中，各电压等级的电网能够达到协调性发展，科技含量十足的通信、信息、控制以及传感测量等技术能够与电网进行有机的融合，电网系统能够全面安全运行，满足“低碳社会”发展的全面需求。具体的智能网络构架如图2 所示。

图2 智能网络构架图

现阶段，优质的物联网技术可以为智能电网提供优质的通信技术、测量技术、控制技术支持，还能够实现远程抄表、电网负荷节能控制、电网设备状态在线全面监测、电网事故定位跟踪等[3]。电网底层的数据一般囊括配电房的开关以及电缆沟的各项信息，这类信息在当前阶段还不能用有效的通信方式进行采集和整理，倘若通过物联网技术进行合理化的联合，就能够在第一时间将各类底层信息进行全面采集，促使电网管理各项应急工作从事后处理转为事前预防，全面提升电网管理以及应急的总体效率。此外，物联网技术在现阶段还能够广泛应用于智能交通领域以及工业监控领域，并且在市政管理、环境治理等涉及社会服务的众多领域起到应有的作用。

3 结 论

物联网技术已经能够完全代表下一代信息技术的总体发展方向以及发展趋势，虽然现阶段物联网技术仍处于一个初期阶段，所拥有的技术缺乏一定完善性，但笔者始终坚信，随着人们的共同努力，物联网这项技术在电力系统通信领域中必将迎来一个美好且广阔的未来。