智能电网中物联网技术的应用浅谈.doc

智能电网中物联网技术的应用浅谈 摘 要: 智能电网和物联网的融合是信息通信技术发展到一定阶段的必然结果，利 用物联网技术将能有效整合电力系统基础设施资源，提高电力系统信息化水平， 改善现有电力系统基础设施的利用效率。智能电网与物联网技术均以信息的可 靠收集、传输、处理和交互为基础，物联网的终端智能交互与信息传感收集， 以及其在实体属性信息（位置、状态、行为、特征等）的获取、分析、处理、 控制与反馈等方面的深入应用，必将对智能电网的发展产生巨大的积极推动作 用。本文就物联网技术在智能电网中的哥方面应用进行了粗浅的介绍和分析。 【关键词关键词】智能电网；物联网；融合 目录目录 1 1 绪论绪论2 1.1 智能电网和物联网的概念.2 1.2 智能电网和物联网的特征.2 2 2 面向智能电网应用的物联网的基本架构面向智能电网应用的物联网的基本架构3 2.1 物联网的三层体系结构.3 2.2 DCM 三层在智能电网中作用4 3 3 物联网技术在智能电网中的应用物联网技术在智能电网中的应用.4 3.1物资调配和管理5 3.2设备状态检测5 3.3输电线路状态在线监测5 3.4电力生产管理5 3.5电力故障的监测与排除5 3.6智能用电6 4 4智能电网与物联网的融合智能电网与物联网的融合.6 5 5结语结语.6 参考文献参考文献6 1 绪论 物联网和智能电网是现在非常热门的两个概念。二者之间在特征上和本质 上都有着巨大的相似性，这就为二者的融合提供了一个很好的基础。 1.1 智能电网和物联网的概念 智能电网1是一个综合性概念, 它是以发电设备、变压器、各类电压等级的 输配电线路、配电设备及保护装置等传统的物理电网为基础, 通过现代先进的 传感测量技术、通信技术、计算机技术和控制技术等与物理电网的高度集成化, 使电网更加安全、高效与环保。 物联网2是指通过射频识别（RFID） 、红外感应器、全球定位系统、激光扫 描器等信息传感设备，按约定的协议，把物与物、人与物进行智能化连接，进 行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种新兴 网络。 从定义上可以看出，智能电网和物联网非常相似，二者都是通过信息传感 监测设备收集各种智能物件（智能电网中的物件的专用性更强）的信息，通过 网络进行可靠传输，进而利用计算机技术和控制技术对收集到的信息进行智能 化处理。 1.2 智能电网和物联网的特征 智能电网的特征3有如下几条： （1）坚强可靠，在故障发生时可以快速检测、定位和隔离保障，并指导作 业人员快速确定停电原因，恢复供电，缩短停电时间。 （2）经济高效,提高电网运行和输送效率，降低运营成本，促进能源资源 的高效利用。 （3）清洁环保，促进可再生能源的利用和发展，降低能源消耗和污染物的 排放。 （4）透明开放，为电力市场化建设提供透明、开放的事实平台，提供高品 质的附加增值服务。 （5）友好互动，灵活调整电网的运行方式，友好兼容各类电源和用户的接 入和退出，激励电源和用户参与电网调节。 而物联网2具有如下三个基本特征： （）全面感知，即利用 RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信 息； （）可靠传递，即通过各种电信网络和互联网的融合，将物体的信息实 时准确的传递出去； （）智能处理，即利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量 的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制 从特征上看，智能电网完全可以利用物联网来实现它自身的诸多要求。例 如，利用物联网的全面感知特点，可以实时的发现电网运行中的各种信息，通 过智能处理（主要是数据挖掘技术）预测可能发生的故障，而在故障发生之后， 也可以在没有或只有少量人工干预的情况下，自行恢复或隔离，从而达到智能 电网坚强可靠的要求。 2 面向智能电网应用的物联网的基本架构 2.1 物联网的三层体系结构 物联网的系统的体系结构可以划分为如下三层：感知层（Device） 、网络层 （Connect）和应用层（Manage） 。它们分别对应着物联网的三个特点：全面感 知、可靠传递和智能处理。感知层（）就是让物说话，成为智能物件，对其 进行识别和数据采集。网络层（C）就是通过现有的五花八门的有线和无线通信 网络将信息进行可靠传输。应用层（M）对采集上来的数据进行处理和展示。 图 1：物联网三层体系结构 （1）感知层（D） （末端设备）,就是感知层的传感节点，每个传感节点都 含有一个微型处理器、无线通信芯片、各种传感器、足够的内存和硬件能力， 能够以较低的功耗执行监视和控制任务。 （2） 网络层之（C） （连接和通信） ，是连接智能设备和控制系统的桥梁， 可以分为四大类，短距离有线通信主要包括 10 多种现场总线，长距离有线通信 是广电、电信和互联网以及三网融合，短距离的无线通信主要有 10 多种频段及 标准，长距离无线通信主要是基于蜂窝技术的伪长距离通信。 （3） 应用层（M） （管理和应用软件）管理和应用软件是物联网产业链中 的关键和核心。 2.2 DCM 三层在智能电网中作用 面向智能电网应用的物联网的体系结构4也主要分为感知层、网络层和应用 层三个层次。 （1）感知层（D） ，在智能电网应用中，感知层首先利用各种传感设备和智 能卡对智能电网各个应用环节有关电量、机械状态、环境状态等信息进行采集。 并将采集到的信息传到传感网、RFID 网络等的网关。 （2） 网络层之（C） ，在智能电网应用中，网络层核心网以电力骨干光纤 网为主，辅以电力线载波通信网、数字微波网，接入网以电力光纤接入网、电 力线载波、无线数字通信系统为主要手段，电力宽带通信网为物联网的应用提 供了一个高速宽带的双向通信网络平台。 （3） 应用层（M） ，电力物联网应用涉及智能电网各个生产和管理环节， 其目的在于通过采用智能计算、模式识别等技术实现电网信息的综合分析和处 理， 实现智能化的决策、控制和服务，从而提升电网各个应用环节的智能化水 平。 3 物联网技术在智能电网中的应用 智能电网的实现依赖于电网中各个环节重要运行参数的在线监测和实时智 能处理，而从物联网的三大特征可以看出，物联网可以应用到智能电网的各个 环节。 图 2：面向智能电网的物联网应用体系 3.1物资调配和管理 智能电网物资的调配和管理可以分为三个部分5：物资管理、库存管理和物 流管理。在物资管理方面，通过 RFID 等技术对物资进行自动感知、自动识别和 自动形成库存台账。在库存管理方面，对物资的管理状态进行智慧监管，对物 资的出入库状态以及在库保管状态进行实时的动态管理。在物流管理方面，通 过卫星定位系统对物资在途状态进行实时监控，即时掌握在途物资的位置、数 量和处理状态信息；实时捕捉在途各种异常状态，并即时相应处理。 3.2设备状态检测 利用物联网技术在常规机组内部布置传感监测点，了解机组的运行情况， 包括各种技术指标和参数，提高常规机组状态监测的水平。3 通过在水电站坝体设置传感器网络，可以监测坝体的变化情况，规避水库 运行中可能存在的风险。同时物联网技术可以对风能太阳能等新能源发电进行 监测、控制和功率预测。 3.3输电线路状态在线监测 输电线路状态在线监测3是物联网的重要应用之一。利用物联网技术，可以 提高对输电线路运行状况的感知能力，可以监测的主要内容包括气象条件、覆 冰、导地线微风振动、导线温度和垂弧、输电线路风偏、杆塔倾斜等。 3.4电力生产管理 由于电力生产管理的复杂性，电力现场作业管理难度较大。电力生产中的 重要设备、关键步骤都由专人负责管理，通过身份识别技术避免他人误操作或 恶意操作；并通过人工智能数据库的建立，使设备能够拒绝部分误操作。 3.5电力故障的监测与排除 对过负荷、变压器油温过高等突发性事件6进行监控；在设备出现意外时自 动调用应急预案，进行电网/通信网故障的自诊断和自愈7；在自我修复失败后 快速定位故障现场，规划路径，提供辅助预案，开展抢修。 3.6智能用电 利用物联网技术有助于实现智能用电双向交互服务、用电信息采集、智能 化家居、家庭能效管理、分布式电源接入等。通过物联网可以对低压居民电进 行能量信息采集与控制处理、负荷控制、需求侧管理，对医院、院校等关键节 点进行电力应急供应与智能化电能调度。 4智能电网与物联网的融合 智能电网与物联网的相互渗透和深度融合3是信息通信技术发展到一定阶段 的必然结果，能有效的整合通信基础设施资源和电力基础设施资源，提高电信 化水平，改善现有电力基础设施利用效率。一方面作为“智能信息感知末梢” ， 物联网以其独特的优势，能在多种场合满足智能电网信息获取的实时性、准确 性、全面性要求，有古语实现对电力设备资产、电力生产过程的全方位采集和 监控，有助于减低线损、提高传输效率和使用效率。另一方面，电网智能化是 物联网的重要应用领域，智能电网的实践为“感知中国”工程提供了很好的行 业应用示范。 5结语 物联网被许多国家称之为信息技术革命的第三次浪潮，随着物联网技术的 高速发展，我们生活的整个世界智能化程度将越来越高。随着物联网技术、智 能电网技术的不断深入, 相信其将为各行各业的发展带来革命性的变革, 也必 将为超高层建筑设计注入全新的设计理念。具有可靠、自愈、兼容、经济、集 成、优化等特征的智能电网将为电能供应和电能使用管理提供有力的保证。 参考文献 1 王晔,曹承属. 基于物联网技术的智能电网在超高层建筑及超高层建筑群中的应用J . 现代建筑电气, 2010 2 周洪波. 物联网：技术、应用、标准和商业模式M.2010 3 刘振亚. 智能电网知识读本M.2010 4 李祥珍.刘建明. 面向智能电网的物联网技术及其应用J.电信网技术.2010/8 5 王天根.金跃跃.朱文和. 基于物联网技术创建电网应急物资的新型管理模式J. 201