物联网技术在电力系统中的应用

钟辉强

摘要

分析了物联网的基本体系结构，对信息识别、红外感应、定位技术、物物互联等关键技术进行了分析，阐述了物联网技术在智能电网建设中的应用，对设备巡检、状态检修以及状态监测等领域应用情况进行了分析，指出了进一步发展方向。

【关键词】物联网技术 电力设备 状态检修在线监测

1 引言

随着计算机与互联网技术的快速发展，形成了新的变革技术——物联网技术，其早期定义主要是通过定位系统、传感器网络以及射频识别技术的相互融合，使得应用设备的特征信息能够顺利获取，实现“物物相连”的互联网络，从而是物品信息实现是能和识别与管理。在后续的研究与应用中，广义的物联网技术则是通过基础技术来实现设备的自主感知与信息识别，同时经过网络互联，形成相应的高级智能决策。

物联网的体系结构一般可分为感知层、网络层与应用层三个方面，感知层主要进行信息采集，网络层通过移动网络或互联网进行信息可靠传输，应用层将信息进行协同、共享，实现最终的高级功能。自2009年开始，国家电网确定智能电网建设总体目标，与传统电网相比，智能电网具备信息化、自动化与互动化主要特征。随着相应传感器网络的布局，使得电网信息感知度得到前所未有的高度，通过结合物联网技术的应用，能够促使电网管理智能化进程得到加速，形成与社会发展相适应的低碳电网途径。

2 物联网的关键技术

作为互联网技术的新兴革命，物联网所具有的关键技术主要有信息识别、红外感应、全球定位以及M2M（Machine to machine）等關键支撑技术。

信息识别技术主要实现信息采集与传输的功能，是物联网管理的基础，主要通过无线电信号对特定目标进行非接触式主动识别管理。红外感应技术主要通过先进的红外采集技术来对设备的温度等特征进行采集与判断，全球定位技术主要依托GPS系统提供的高精度地理位置、移动速度以及时间等信息，实现系统的高度集成与智能化管理。M2M技术实质上是设备与设备以及设备与人之间的信息交互，通过优化信息传输过程，来提升各种应用系统的稳定性与高效性。

3 电力系统物联网技术应用

根据智能电网建设的需求，物联网技术能够较好地满足电力设备之间、人与电力设备之间的信息交互要求，从而实现了物联网技术与智能电网技术的充分融合与相互促进。因此对于物联网技术在电力系统的应用研究，对于提升电力系统设备资源之间的利用率，增强系统中各类电气设备运行可靠性，提高智能化水平具有重要的意义。

3.1 在智能电网建设中的应用

物联网中感知层是实现“物物相联、信息交互”的重要基础，一般情况下可分解为感知控制层与通信延伸层两个子方向，分别对应着智能信息识别控制、物理实体联接等功能。就智能电网中应用而言，感知控制子层通过安装的智能采集设备实现对电网信息的获取，而通信延伸子层则通过光纤通信以及相应的无线传感技术实现了电网运行信息以及各类电气设备运行状态的在线、动态监测，保证电网供电可靠、用户用电智能化。

通过电网建设过程中敷设的电力光纤网络、载波通信网以及其他无线网络等技术，对感知层采集到的电网信息以及设备数据进行转发传输，同时保证互联数据安全以及传输过程的可靠，确保电网通信不受外部因素干扰。应用层则可分为电网基础设施以及各种高级应用两大内容，基础设施为各种应用提供信息资源的调用接口，高级应用则通过智能计算技术设计到电网运行生产与日常管理中的众多环节，基于物联网技术的电力现场作业监管、基于射频识别与标识编码的电力资产全寿命周期管理、家居智能用电应用领域的实现，都对智能电网建设起到了较强的促进作用。

3.2 在设备状态检修中的应用

通过物联网技术进行电网设备状态检修应用，能够准确掌握设备工作状态以及相应的运行寿命，为及时发现缺陷提供技术支撑。

同常规检修相比，状态检修能够构建变电站与线路的监控统一，使得各方面检修工作更加智能化，通过大量传感设备的加入，使设备信息获取与存储传输具备高可靠性与高便捷性，进一步夯实了状态检修基础。在此基础上，随着物联网技术的进一步成熟，电力设备检修效率稳步提升，从而使得人力资源消耗降低，不仅能够避免常规检修时可能导致的故障遗漏等问题，还能有效保证检修质量。

3.3 设备状态监测应用

除状态检修之外，对于设备运行状态的监控领域，物联网技术得到了较为广泛的应用，最为主要的是配电网在线监测应用。结合配电网自动化的建设与体系架构，通过以太网无源光网络技术以及配电线路载波通信或无线局域网等不同技术来解决信息感知与采集，同时解决了配电网设备的远程监测问题，包括操作人员身份识别、电子票证管理以及远程互动等内容，可有效辅导状态检修以及标准化作业的安全开展。

3.4 在设备巡检中的应用

对于物联网技术在电网运行中的智能设备巡检应用，具体的工作流程是通过电网内部数据库系统与激光扫描技术对各类设备进行状态识别，并结合RFID技术以及红紫外监测技术对运行状态设备进行检测;其次利用GPS定位系统对扫描到的信息数据进行定位、定点、定项分析，找出设备运行存在问题，最终形成分析结果，并进行自动存储与上送。

4 发展方向

随着智能电网建设工作的进一步推进，物联网技术除了在上述电网领域的应用之外，还可广泛应用于生产与设备管理范畴。在感知层、网络层与应用层大规模发展的前提下，对于智能电网的运行调度管理、智能电网扩展营销、设备资产管理等领域也可进行物联网技术应用。通过物联网技术的融合，使得智能电网的互动化、自动化以及信息化特征得到了充分展现。

5 结论

物联网技术依托射频识别、定位系统、传感器网络等技术的融合，使得物物互联、人物互联得以实现，通过感知层、网络层与应用层的构架模式，保证了电网设备运行状态的信息采集、传输与智能分析应用，己成为智能电网建设与运行的重要组成部分，在设备状态检修、状态监测、智能巡检以及设备资产管理等领域均取得了较好的应用效果，随着相关技术的进一步发展，物联网对于智能电网的作用会日渐突出。

参考文献

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