基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)信息化建設(shè)

張方，周涵，于鑫

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司丹東供電公司，遼寧 丹東 118000）

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的射頻識別技術(shù)、云計算技術(shù)、通信技術(shù)等解決了當(dāng)前智能電網(wǎng)中存在的許多問題。文章首先對智能電網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)進行簡單介紹，進而再闡述這兩者之間的關(guān)系，最后再著重介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵性技術(shù)以及電力物聯(lián)網(wǎng)的功能應(yīng)用。

1 智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的基本簡介

1.1 智能電網(wǎng)的簡介

智能電網(wǎng)是電網(wǎng)的一種最新型的表現(xiàn)形式，主要是將傳統(tǒng)的電網(wǎng)進行智能化處理，智能電網(wǎng)是在特定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上所建立的，特定網(wǎng)絡(luò)需要具有高速雙向通信以及集成功能的特點。智能電網(wǎng)的優(yōu)勢主要有四點，①信息獲取及時。由于將自動化控制技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)等運用到智能電網(wǎng)中，因此人們能及時且安全的接收到信息，并能根據(jù)信息及時預(yù)測出可能出現(xiàn)的問題，進而及時解決問題并維護了智能電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行。②基礎(chǔ)和技術(shù)體系較為龐大。智能電網(wǎng)基礎(chǔ)體系與技術(shù)體系的龐大，從而可以有效的抵御外界的攻擊或者干擾，保障智能電網(wǎng)穩(wěn)定、高效的運行。③現(xiàn)代管理技術(shù)與通信技術(shù)的綜合運用。智能電網(wǎng)將通信技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù)進行綜合使用，使設(shè)備的電能損耗被有效降低，使用效率被有效增加，降低了智能電網(wǎng)的運行成本。④供電機構(gòu)與用戶實行雙向互動。雙向互動的服務(wù)模式在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，系統(tǒng)可以通過對用戶用電信息的獲取進而為用戶提高更加便捷的服務(wù)，而用戶也可以及時的獲取自身的用電狀況，進而選擇更優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的簡介

物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今信息時代的一種新型技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)的建立還是基于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上，物聯(lián)網(wǎng)的高效運行主要是通過射頻自動識別技術(shù)促使物品之間可以交換信息等，促使通信與信息交換等由人發(fā)展到物品。

1.3 智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系

由于物聯(lián)網(wǎng)具有高強的信息感知功能、傳輸功能以及處理功能，而這些功能為智能電網(wǎng)的信息化建設(shè)提供了強大的技術(shù)保障，因此對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高效使用可以促進智能電網(wǎng)的發(fā)展。

2 智能電網(wǎng)基于物聯(lián)網(wǎng)的新型電網(wǎng)系統(tǒng)

2.1 電力物聯(lián)網(wǎng)的概念

電力物聯(lián)網(wǎng)是一個智能的電網(wǎng)體系，其建立與運行是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)之上的。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架主要有三部分，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。

2.1.1 感知層

在智能電網(wǎng)的運行過程中，感知層的主要作用是利用智能采集器以及智能傳感器等先進技術(shù)對感知子層進行控制，同時在延伸子層會有延伸網(wǎng)絡(luò)形成，進而借助通信模塊將各種物理實體傳送到網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。

2.1.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層主要由兩部分組成，分別為接入網(wǎng)、核心網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層處于整個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的核心位置，其主要功能是進行信息的處理。

2.1.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層在日常運行的過程中運用了各種新型的、高級的信息技術(shù)，進而促使整個運行模式都更加高級。應(yīng)用層中運用的信息技術(shù)主要有云計算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、信息處理技術(shù)、Web服務(wù)技術(shù)、解析服務(wù)技術(shù)以及應(yīng)用集成技術(shù)等[1]。

2.2 電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 云計算技術(shù)

電力物聯(lián)網(wǎng)在日常運行的過程中每時每刻都會有大量的信息產(chǎn)生，而龐大的信息量是以往的計算技術(shù)難以完成的，進而會影響電網(wǎng)系統(tǒng)的運行與發(fā)展。因此電力物聯(lián)網(wǎng)的高效運行需要使用強大的計算技術(shù)進行數(shù)據(jù)的計算與處理，而云計算技術(shù)具有計算速度快、工作效率高等特點，進而云計算技術(shù)被高效運用到電力物聯(lián)網(wǎng)中。

2.2.2 通信技術(shù)

智能電網(wǎng)對通信有較高標準的質(zhì)量要求，要求通信技術(shù)具有標準化以及簡單化的特點。在現(xiàn)代先進的信息技術(shù)中以Web為中心的可互操作通信技術(shù)不僅擁有便捷的網(wǎng)絡(luò)和標準的接口，同時其內(nèi)部的傳感器還能實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器之間的信息交流，即使在沒有網(wǎng)關(guān)的條件下服務(wù)器也能同樣進行信息的交流，從而可以高效滿足智能電網(wǎng)對通信的高質(zhì)量要求。

2.2.3 虛擬能量儲存

利用現(xiàn)代的通信技術(shù)對能源的需求以及能源的分布進行合理的協(xié)調(diào)，同時還要建立可充放電的電力設(shè)備，進而實現(xiàn)電力設(shè)備雙向潮流的虛擬能量儲存。

2.2.4 智能電表

智能電表在電力物聯(lián)網(wǎng)中屬于智能化的硬件設(shè)施建設(shè)，智能電表的主要作用是服務(wù)用戶，電力機構(gòu)借助智能電表進而可以預(yù)測用戶的電能使用模式，并根據(jù)預(yù)測結(jié)果為用戶制定合理的供電量以及供電質(zhì)量。

2.2.5 信息安全

安全保障的措施可以通過四方面實現(xiàn)：①利用物聯(lián)網(wǎng)的感知能力進而對電力設(shè)備進行物理安全保護；②對訪問人員進行嚴格審查與管控，同時還要在網(wǎng)絡(luò)頁面中設(shè)定相應(yīng)的密碼，進而保護網(wǎng)絡(luò)的安全；③對于物聯(lián)網(wǎng)中的重要數(shù)據(jù)，其保存方式可以選用安全模塊進行保管，從而提高物聯(lián)網(wǎng)的安全系數(shù)；④針對被保存的數(shù)據(jù)同樣也需要設(shè)置級別較高的密碼，促使數(shù)據(jù)的完整性可以得到有效保護，同時還要將軟件的容錯能力進行提高，對相關(guān)消息的來源還要進行全面的認證[2]。

2.3 電力物聯(lián)網(wǎng)的功能應(yīng)用

2.3.1 共享電網(wǎng)信息的實現(xiàn)

利用智能電網(wǎng)可以將智能用電服務(wù)、高級用電服務(wù)以及普通用電服務(wù)等進行統(tǒng)一。用戶與電網(wǎng)機構(gòu)之間雙向互動模式的開啟、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中感知層和網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層的高效運用進而可以為用戶提供多樣化以及個性化的有關(guān)智能電網(wǎng)的服務(wù)需求[3]。

2.3.2 實現(xiàn)電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和狀態(tài)檢修的一體化

智能電網(wǎng)在運行的過程中需要參考電力設(shè)備的各種運行參數(shù)進而監(jiān)測智能電網(wǎng)的運行狀況，收集電力設(shè)備的運行參數(shù)成為智能電網(wǎng)的工作項目之一，電力設(shè)備便會完整的呈現(xiàn)出所監(jiān)測到的信息，進而將電力設(shè)備的反映信息與電力設(shè)備的監(jiān)測信息進行綜合分析，便可以及時的了解到設(shè)備的在線狀況[4]。通過物理網(wǎng)技術(shù)的支持以及合理的分析，智能電網(wǎng)便可以準確且詳細的分析出異?，F(xiàn)象的具體位置、異常現(xiàn)象的嚴重程度以及異?，F(xiàn)象的發(fā)展趨勢等。

2.3.3 預(yù)測電網(wǎng)外部的環(huán)境

影響電力設(shè)備正常運行的主要因素便是環(huán)境因素，而且環(huán)境因素還具有一定的不可控性。雖然氣象部門會提供相應(yīng)的氣象信息，但是氣象部門提供的氣象信息所針對的范圍較為廣泛，而且及時性相對較差，因此電力機構(gòu)需要對電網(wǎng)設(shè)備外部的各種環(huán)境信息進行持續(xù)的收集、整理以及分析[5]。電力機構(gòu)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)收集到的風(fēng)向、濕度、氣壓、光輻射、溫度以及風(fēng)速等相關(guān)的參數(shù)信息進行匯整，再利用后端的分析系統(tǒng)進而分析這些電網(wǎng)外部的環(huán)境信息，以方便對于電網(wǎng)外部環(huán)境的預(yù)測，最后會根據(jù)預(yù)測的結(jié)果對電力設(shè)備采取有效的預(yù)防措施以及提出更為有效的電網(wǎng)運行方案等[6]。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

3.1 信息集成技術(shù)有待完善

在進行智能電網(wǎng)信息化建設(shè)的過程中，常常會出現(xiàn)信息孤島的問題，而這一問題的出現(xiàn)則表明在智能電網(wǎng)中有障礙性介質(zhì)影響信息的集成，進而還需要加強對信息集成技術(shù)的提升，從而保障在電網(wǎng)建設(shè)中所有的信息反映都能暢通無阻[7]。

3.2 信息安全保障系數(shù)較低

網(wǎng)絡(luò)信息被惡意竊取、網(wǎng)絡(luò)信息泄露等都是當(dāng)今信息化建設(shè)中最常見的問題，進而影響著用戶的個人信息安全，甚至是人身安全，這些現(xiàn)象進一步表明當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)存在著信息安全保障性較差的問題，因此有關(guān)機構(gòu)還應(yīng)加強物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的信息安全保障建設(shè)。

3.3 缺乏完善的標準化體系

由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國發(fā)展起步相對較晚，因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國暫未形成一個較為完善且統(tǒng)一的標準體系，而這一現(xiàn)象也會很大程度的影響物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)信息化建設(shè)中的應(yīng)用與發(fā)展，因此相關(guān)機構(gòu)需要根據(jù)我國當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來發(fā)展方向以及國外優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)標準體系進而建立與完善適合自身發(fā)展的標準體系，從而促進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國的未來發(fā)展[8]。

4 結(jié)語

智能電網(wǎng)的信息化建設(shè)離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的強力支撐，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是當(dāng)今時代中新型的信息技術(shù)，因此在其發(fā)展的過程中還面臨著許多的挑戰(zhàn)，相關(guān)機構(gòu)應(yīng)對此展開深入的研究，從而提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安全性以及高效性，進而促進我國智能電網(wǎng)的信息化建設(shè)。