基于物联网的智能电网信息化建设探究

吴茂生 许伟

摘要：目前，电力系统实现信息化过程会遇到许多如异构性、信息孤岛以及多信息源等问题。而物联网通过使用全球定位系统、传感器及其自身的射频识别进行覆盖范围的扩大，而且具有收集数据的功能，实现了全方位的跟踪、定位、监控、管理。因此对基于物联网的智能电网信息化建设研究具有重要的意义。

关键词：物联网;智能电网;信息化建设

1电力物联网的概述

智能电网的建设是为了促进电力系统设备监管更加智能化，提升电网运行安全性。物联网技术的应用能够有效实现这一目的。电力网联网是指在电力系统中借助于信息传感设备或者分布式的识读器等，通过数据库、网络技术等使人员和电气设备间形成智能网络。其实质是一个电气设备、人员和环境相互识别、感知、联系的网络系统。电力物联网也存在三个层面的功能，包括感知层面、网络层面以及应用层面，具体如图1所示。

1.1感知层

在智能电网的运用过程中，感知层主要通过智能传感器、智能采集设备等先进技术来控制子层，同时，通信延伸子层可以直接或间接组成延伸网络后将物理实体连接到网络层和运用层，其过程需要通过通信终端模块。

1.2网络层

这一层是实现信息的传递及控制。基于智能电网对数据的安全和数据传输的及时可靠性有较高要求，物联网会通过电力通信网实现信息的传递以及控制。

1.3应用层。

应用层主要由信息处理、应用集成、云计算、解析服务、网络管理及Web服务等技术设施组建而成。这也是物联网在智能电网体系中的一种高级运用的体现模式。

2电力物联网的功能应用分析

2.1电力设备状态监测与状态检修的一体化

设备状态检修的基础是状态监测和状态评价，通过物联网技术可对电力设备进行运行参数数据采集和全过程控制，电力设备运行状态监测见表1所列。物联网概念下的电力设备状态监测充分考虑状态信息横向和纵向之间的关联，通过电力设备的在线状态信息、离线状态信息和静态资产信息，分析设备的异常运行情况，对异常部位、严重程度和发展趋势做出判断，识别故障的早期征兆，及时维护，实现全寿命周期管理，提高电网运行可靠性。

2.2信息预警及监视的共同实现

通常，外界环境因素会对电力设备产生很大的影响。因此，根据相关的气象信息将可能影响到电力设备的风俗、风向、温度、光辐射以及雨量等相关参数进行检测。然后通过后端分析系统对气象数据以及相关参数做出分析，对未来发展趋势以数学模型的方式及其他相关技术进行预测。

2.3基于射频识别技术和移动终端的资产管理

利用物联网射频识别技术对电力系统资产进行监测管理，对其基本信息录入电子标签，确保资产和标签的对应。阅读器利用电子标签建成射频通信链路，以便对资产进行监控;采集到的标签信息可经无线通信网络传输到数据平台监控管理中心;监控管理中心与移动终端实现信息交互。资产信息存储于无线射频识别电子标签的优势在于：第一，可实现对检修资产的实时同步管理，提高了资产调配的效率和目的性;第二，实现对资产全寿命周期的智能化动态实时跟踪及集中监控管理，减少了人为干预;第三，为企业投资决策、资产合理调配提供参考数据，有效增大投资边际效益和提高资产使用率。

2.4共享信息及用电服务智能化平台

电力物联网能够实现用电信息收集、智能用电交互服务、能效的管理、家居智能化以及电动汽车的介入等，对信息孤岛问题的解决有明显的效果。对用电服务进行了扩展，增加了除常规服务之外更多智能化的服务。通过电网及用户之间的双向可视化的互动，为智能电网下的用户提供更加多样化以及个性化的服务。

3电力物联网的关键技术

3.1智能电表

智能电表是实现用户与供应商自动、实时沟通的基础硬件，具有唯一的、可寻址的标识符和双向通信功能。通过对用户能源使用模式的预测，可以更好地进行规划和调度，参数（统计）、非参数（神经网络）或混合（模糊逻辑）的方法可以准确地预测短期负荷需求;价格弹性用来描述价格变化的灵敏度，基于实时用电信息的短期价格弹性模型，提供了客户和供应商之间良好互动的基础。

3.2智能管理和信息共享实现虚拟能量储存

呈现间歇波动化的可再生能源在发电中的应用要求智能电网要具备一定的存储能力。通过现在信息技术的运用，对能源需求进行实施协调和响应。建立有双向潮流特征的虚拟能量存储。利用智能管理及信息共享建立虚拟能量存储，连接用户及供应商，通过动态化的数据对虚拟能量存储进行驱动。

3.3以Web为中心的可互操作的通信

智能电网的市场渗透需要具備标准化接口、可互操作的网络协议以及简单易用，Web服务的可访问性体现出了其优势。传感器可以通过网关与服务器进行信息交互，也可以不通过网关直接与服务器进行信息交互。

3.4云计算

电力网联网中会存在海量的信息数据，需要利用云技术对这些数据进行处理。利用列的数据管理方式对大型数据集进行高效的管理，并实现应用程序的实时化读取。利用分布式荣誉存储系统对数据进行存储，使得数据更加安全可靠。

3.5信息安全

可以通过以下手段保证信息安全：第一，利用物联网的感知能力保障电力设备的物理安全;第二，采用接入认证、访问控制、传输信息完整性及机密性保护等安全机制加强网络安全;第三，采用安全模块保存关键业务数据、鉴别信息等实现数据的本地安全保护;第四，应用层面采取密码机制按需实现消息源认证、数据完整性、新鲜性、机密性保护，同时加强系统的软件容错能力。

4结语

基于物联网的智能电网信息化建设已成为我国电网发展的主要方向。但是，实际应用中仍存在一定的问题，如标准化体系缺失、信息集成有待实现等。因此，要求以智能电网自身特性需求为基础，合理应用物联网技术，以促进电力物联网技术体系的形成。

参考文献

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