基于物联网的智能电网信息化建设研究

田雪琴，邵 敏，刘 佳

（石家庄理工职业学院，河北 石家庄 050228）

0 引言

智能电网发展推动着我国电网从过去的单一供应模式走向开放供应模式。该种开放供应模式具有动态特征，因而在智能电网中需精确测量，同时进行调控设置，如此才能针对重要设备完成智能分配控制。当下电力系统在信息化建设中面对的问题主要是同一对象多信息源、异构性、信息孤岛及高级应用实现困难等，而物联网的应用正可以借助传感器、射频识别和全球定位，大范围收集覆盖区域数据，最终达成智能识别、定位、监控、管理等作用。

1 物联网与智能电网简述

1.1 物联网

物联网是信息时代的一种新兴技术，是新时代信息技术的重要部分。物联网的核心与基础仍是互联网，借助射频自动识别技术能完成任何物品和物品间的信息互换与通信，让用户端从人和人拓展延伸至物品和物品。物联网简单来说就是依托互联网完成商品自动识别与信息互通的新兴技术。

1.2 智能电网

智能电网为电网新型表现形式，简单来说就是传统电网的智能化。智能电网应以特定网络为基础，该网络主要具有高速双向通信和集成功能的特点。智能电网的优势长处主要包括4点。

1.2.1 及时信息获取

自动化控制技术与互联网信息技术被用于智能电网，因而人们能快速及时地收到信息，并参考信息来预测可能发生的问题，及时解决，维护电网的稳定运作。

1.2.2 较庞大的基础和技术体系

智能电网有着庞大的基础和技术体系，能够高效抵御外界攻击与侵扰，保证智能电网安全高效运作。

1.2.3 综合应用现代管理技术和通信技术

智能电网综合应用现代管理技术和通信技术，能有效降低设备电能损耗，提升使用效率，节约电网运行成本。

1.2.4 双向互动型的供电机构和用户

智能电网中的双向互动服务模式，系统收集用户用电信息来为用户提供针对性服务，而用户也能随时查询自己的用电情况，选择更适合自己的用电服务[1]。

2 基于物联网的智能电网信息化体系架构

基于物联网的智能电网体系架构分3层：感知层、传输层与应用层。

2.1 感知层

面向智能电网的感知层，其涵盖了控制子层与通信延伸子层。控制子层主要是靠智能传感器、无线射频识别芯片、智能采集设施等，采集智能电网关键环节电量信号与非电量信号。通信延伸子层，则是借助WiFi无限保真技术、超宽带、进场通信等手段来链接物理实体于传输层及应用层。感知层简单理解就是“物”的识别技术[2]。

2.2 传输层

围绕电力光纤网为核心的传输层也叫作网络层。这是中间层，着重接收感知层信息，并依托相应范围电力通信网来进行数据信息传递。为保证可靠安全、及时性的电网数据信息传递，电力系统需架构局部电力通信网，在大范围内借助公共电信网，向全社会传递数据。

2.3 应用层

应用层是以GIS数据、结构数据、非结构数据等建成的电力综合信息平台为基础，面向用户搭建各类电力应用平台。对于智能发电、输电、配电、调度等各方向的应用，有不一样的应用内容。例如，在智能输电环节，通过分析导线状态、气象条件、杆塔状况，来诊断预警与实时监控输电设备，保证电力稳定安全运作。

3 基于物联网的智能电网信息化功能应用

智能电网信息化建设是为了让电力系统设备检测能实现智能化，并转变为现代化管理模式，因而需要基于物联网来保证智能电网信息建设的有效性。电力物联网便是基于物联网技术的智能电网信息化网络体系。

3.1 实现一体化检修和监测

因为智能电网运行需要将各类电力设备运行参数当作指标来进行运行监控，因而这类参数的收集就成为比较重要的一个环节，而智能电网设备中基于物联网技术则可便捷地达到该目的。在物联网技术支持下，电力设备监测信息能全面地呈现在眼前，综合电力设备反映的信息可明确设备在线情况。如此，智能电网就能准确分析出现异常的部位、异常的严重程度和异常部位的发展趋势，从而有效及时地维护出故障的系统，提升电网运行效率和稳定性，延长电网使用寿命[3]。智能化输电线路设备有“自检测”功能，包括设备状态监测和诊断路线图，滚动优化检修策略，以及输电线路状态检修体系。

3.2 电网外部环境预测分析

对电力设备正常运作造成影响的因素包括环境因素，且其还具有不可控性。虽然气象部门会播报相关气象信息，但其气象信息针对的范围较广，及时性不足，所以电力结构还需要持续收集、整理和分析电网设备外部各环境的信息。电力结构可通过物联网技术来收集汇总湿度、风向、气压、温度等参数信息，再借助后端分析系统来分析电网外部收集到的信息，最后根据预测结果来针对电力设备制定预防措施和稳定运行方案。

3.3 立足移动终端和射频识别的管理

射频识别技术可以完成资产的检测和管理。该技术在电力系统中的应用主要包括以下3点。首先，可录入资产数据和信息相应电子标签，保证其和电子标签的对应。然后，在阅读器和电子标签间形成射频通信链路，以此实现相关信息监控和采集。最后，数据平台中心接到无线通信网络传递的信息，能实现移动终端和监控管理中心的信息互换[4]。借助无线射频识别电子标签的重要优势表现为：其一，检修资产同时实现同步管理，保证资产调配的目的性和效率。其二，依靠跟踪和监控资产信息，减少人为干预情况。其三，依托资产信息保证企业投资决策的合理性，并提高资产使用效率。另外，利用射频识别技术，还可以应用于变电设备巡检工作，巡检人员在室外巡检的时候，运用手持设备终端巡检器，可自动或手动向数据控制中心发送关于当前巡检人员的位置、方向等的MIS信息，如果出现电力设备不运行的情况，就需要将故障类型、设备编号结合当前手持设备射频识别信息发送到数据监控中心。在射频识别系统帮助下，巡检时能更轻松地明确紧急故障的部位。

3.4 建立信息共享平台和用电服务智能化

基于物联网技术，电信息采集、能效管理以及分布式电源等都能有效实现，且还能充分避免信息孤岛情况的发生。尤其是电网和用户之前的沟通互动，能够有针对性地满足用户的用电服务需求。系统优化分析系统为智能电网建设的核心部分，其不单单会对采集的信息和数据进行分析，还会结合数据分析做出相应的反应。该系统的建设能突出智能电网的智能化、优化分析，从根本上改变电网服务业务方式，实现信息资源优化组合，促进电网服务的智能化。另外，基于数据挖掘技术和抽取技术，能实现信息共享平台的构建和用电服务智能化，从而高效利用相关信息资源。且用户间的互动也能基于Web服务来达成[5]。

4 结语

总的来说，基于物联网的智能电网信息化建设是中国电网发展的重要趋势，虽然已取得了诸多成果，但在实践中仍处于摸索阶段。因此，有必要充分发挥其功能作用，通过实现一体化检修和监测，进行电网外部环境预测分析，立足移动终端和射频识别的管理，建立信息共享平台和用电服务智能化等，以节约电力成本，促进智能电网更快发展。