物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)是在21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展過(guò)程中所產(chǎn)生的高新技術(shù)與新興產(chǎn)業(yè)。世界各國(guó)都對(duì)物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的發(fā)展前景都表現(xiàn)的尤為重視。本課題首先對(duì)物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)進(jìn)行了概述，進(jìn)而分析了物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的融合，最后對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能電網(wǎng)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM76；F426.61

作為21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的衍生技術(shù)與產(chǎn)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)有著極其廣泛的應(yīng)用。例如在電網(wǎng)業(yè)中，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智能電網(wǎng)可形成一個(gè)以電網(wǎng)為基礎(chǔ)，進(jìn)而覆蓋城鄉(xiāng)各大用戶與各種用電設(shè)備的具有龐大特性的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)[1]。將物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)融合在儀器，能夠使電網(wǎng)信息化、自動(dòng)化以及互動(dòng)化等水平得到有效提升。鑒于此，本課題對(duì)“物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用”進(jìn)行分析與探究具有尤為深遠(yuǎn)的重要意義。

1 物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)指的是物與物相連的互聯(lián)網(wǎng)，主要通過(guò)一些信息傳感設(shè)備，例如射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器以及全球定位系統(tǒng)等，進(jìn)一步以約定的協(xié)議為依據(jù)，將物品與互聯(lián)網(wǎng)連接在一起進(jìn)行信息交換，最終使智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控以及管理等得以實(shí)現(xiàn)[2]。在未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)中，物聯(lián)網(wǎng)無(wú)疑是極其重要的一部分，它具備了自身配置能力與動(dòng)態(tài)形式的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。其中，物聯(lián)網(wǎng)中的“物”具有標(biāo)識(shí)、物理屬性以及特殊個(gè)性等特點(diǎn)，采用智能接口能夠?qū)崿F(xiàn)和信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫整合。

智能電網(wǎng)指的是電網(wǎng)的智能化，它主要以物理電網(wǎng)為依據(jù)，在先進(jìn)數(shù)字技術(shù)與高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，將一些相關(guān)性的技術(shù)（測(cè)量、通信、信息化、控制以及決策支持系統(tǒng)等技術(shù)）與物理電網(wǎng)高度集成，進(jìn)而形成具有智能特性的網(wǎng)絡(luò)。智能電網(wǎng)主要是以信息化為基礎(chǔ)，進(jìn)而將電網(wǎng)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行智能交流，例如：資源開發(fā)、發(fā)電、輸電以及配電等。智能交流的形成使智能電網(wǎng)中央電力體系的集成作用很好地發(fā)揮出來(lái)，并使供電的精確與互補(bǔ)以及客戶終端與電網(wǎng)的無(wú)縫互連得到了很好的實(shí)現(xiàn)，最終使整個(gè)智能電網(wǎng)的可靠性與綜合效率得到全面提升。

2 物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的融合分析

物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的融合是信息通信技術(shù)在進(jìn)步過(guò)程中的必然結(jié)果。物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的融合能夠使電力基礎(chǔ)設(shè)施資源與通信基礎(chǔ)設(shè)施資源得到有效整合，進(jìn)而使電力信息化水平得到提升，對(duì)電力基礎(chǔ)設(shè)施的利用效率起到改善作用。另外，在融合之下，還使電廠、電網(wǎng)以及用戶之間的互聯(lián)互動(dòng)性得到了加強(qiáng)，進(jìn)而使電網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化以及互動(dòng)化等各方面的水平得到提升。但是，物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)在融合過(guò)程中，需要充分注意一些問(wèn)題：

（1）在規(guī)劃方面，需考慮系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。例如：智能電網(wǎng)的規(guī)劃上，需要預(yù)留各類物理資源或者接口，主要有物聯(lián)網(wǎng)的采集、通信以及傳輸?shù)取２⑶?，在?yīng)用中需考慮到具有相似性的業(yè)務(wù)的融合。

（2）在設(shè)計(jì)方面，對(duì)于協(xié)議和體系的兼容并包需要充分重視，在傳輸上物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)均易于以TCP/TP協(xié)議為依據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的結(jié)合，但是在接入層面的標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議上，卻比較分散。因此，需要怎樣把傳感技術(shù)、配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)、負(fù)控技術(shù)等各種技術(shù)協(xié)議以統(tǒng)一的形式結(jié)合在一起，是一個(gè)非常值得深入研究的課題。

（3）在實(shí)施方面，對(duì)于業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)和共享需要充分重視。例如：物聯(lián)網(wǎng)通信信道和智能電網(wǎng)的功率、電能量采集以及控制技術(shù)的結(jié)合，又如物聯(lián)網(wǎng)的“全面感應(yīng)”和智能電網(wǎng)的電能控制的結(jié)合等。

在物聯(lián)網(wǎng)中，如果每一個(gè)物品被尋址，便需要一個(gè)地址，物聯(lián)網(wǎng)需要更多的IP地址，當(dāng)IPv4資源將要消耗完時(shí)，便需要利用IPv6作為支撐[3]。另外，除卻物聯(lián)網(wǎng)終端本身的功能，還擁有外在功能，利用傳感器與網(wǎng)絡(luò)接入等功能，當(dāng)信息采集過(guò)于頻繁時(shí)，便需要對(duì)其數(shù)據(jù)的安全性進(jìn)行充分考慮與重視。

3 物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用探究

對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，一直是國(guó)內(nèi)外業(yè)內(nèi)學(xué)者所重點(diǎn)研究的內(nèi)容，例如：物聯(lián)網(wǎng)在智能用電信息采集系統(tǒng)、電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)以及智能用電服務(wù)系統(tǒng)等當(dāng)中，均有著尤為廣泛的應(yīng)用。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)在智能用電信息采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

在現(xiàn)代電力營(yíng)銷系統(tǒng)中，電能計(jì)量是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。就目前而言，我國(guó)傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)包括了RS485總線式抄表、電力線載波抄表以及低功率無(wú)線混合抄表等。但傳統(tǒng)抄表中，會(huì)存在一些明顯的缺陷美麗如：通信距離較短、抄表讀數(shù)誤差比較大等。并且，與相關(guān)的不可控電表無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)停遠(yuǎn)送操作[4]。所以，對(duì)于基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)與光纖載波通信技術(shù)的采集與集中一體的設(shè)備需要進(jìn)行積極研發(fā)。所研發(fā)出的設(shè)備把所采集到的電表讀數(shù)以廣電的同軸電纜傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備為途徑，進(jìn)而對(duì)電表中的數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)時(shí)的讀取，并且將其保存起來(lái)，以此對(duì)主站人員的調(diào)用進(jìn)行預(yù)備。

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)而對(duì)電力設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化。以物聯(lián)網(wǎng)的傳感技術(shù)以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)在運(yùn)行過(guò)程中的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的各種物理量數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行分析、處理與預(yù)測(cè)，最終以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為依據(jù)得出檢測(cè)報(bào)告。此項(xiàng)技術(shù)是基礎(chǔ)性的帶電檢測(cè)技術(shù)，和傳統(tǒng)的打壓試驗(yàn)相比較，有著較為明顯的優(yōu)勢(shì)。在帶電檢測(cè)中所運(yùn)用到的一些儀器，例如超聲波檢測(cè)儀、紅外熱像儀等均為國(guó)外先進(jìn)科技產(chǎn)品，其技術(shù)承受、設(shè)備具有穩(wěn)定性，最終獲取的數(shù)據(jù)真實(shí)性與可靠性很高。以傳感器為途徑，所采集到的各類相關(guān)參數(shù)，在經(jīng)歷處理之后將其以無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)為途徑，傳送到管理監(jiān)控中心，便使得電力設(shè)備的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)得以實(shí)現(xiàn)。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)在智能用電服務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

電網(wǎng)和用戶間實(shí)時(shí)交互響應(yīng)的實(shí)現(xiàn)，能夠使其服務(wù)水平得到提升，進(jìn)而使電網(wǎng)綜合服務(wù)能力得到強(qiáng)化，這也是智能電網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)最基本的要求。對(duì)于集中計(jì)量、超負(fù)荷控制以及電熱負(fù)載限制等動(dòng)能，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智能用電服務(wù)系統(tǒng)均具備。這些功能可以使現(xiàn)代教學(xué)、商住以及公寓式辦公等實(shí)際用電管理需求得到滿足。并且為這些領(lǐng)域提供了具有時(shí)效性與科學(xué)性的管理手段，使管理展現(xiàn)出了先進(jìn)、高效且安全等優(yōu)勢(shì)。另外，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的服務(wù)業(yè)務(wù)還有很多，如手機(jī)購(gòu)電。手機(jī)購(gòu)電服務(wù)業(yè)務(wù)在開展過(guò)程中為用戶提供了較大的便利，使服務(wù)水平得到提升，進(jìn)一步使用戶和電網(wǎng)之間的交互得以實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本課題對(duì)物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的融合分析，充分認(rèn)識(shí)到兩者在融合過(guò)程中需要重視的一些問(wèn)題，例如：在規(guī)劃方面，需考慮系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展；在設(shè)計(jì)方面，對(duì)于協(xié)議和體系的兼容并包需要充分重視；在實(shí)施方面，對(duì)于業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)和共享需要充分重視等。進(jìn)而對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了探究，可應(yīng)用在智能用電信息采集系統(tǒng)、電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)在智能用電服務(wù)系統(tǒng)等當(dāng)中。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)勢(shì)必與智能電網(wǎng)之間會(huì)有更多的滲透與融合，進(jìn)而使電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益得到提升，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的良性發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者單位：同濟(jì)大學(xué) 軟件學(xué)院，上海 200092；烏海電業(yè)局，內(nèi)蒙古烏海 016000