智能电网关键技术及其与物联网技术的融合

智能电网关键技术及其与物联网技术的融合

王天峰薛高倩曹瑞林

新疆电力交易中心有限公司新疆乌鲁木齐830000

摘要：随着我国经济的飞速发展，城市用电量逐年增长。为了满足社会发展的用电需求，电力企业必须加强电网运行状态的监测工作。物联网技术作为互联网技术的延伸技术，可以实现设备信息的快速获取及定位追踪。通过物联网技术与电网的有机结合，可以构建监测水平更高的智能电网，有利于提高我国电力行业的技术水平。智能电网中应用物联网技术时，必须遵循科学的原则，注意架设时的技术要点，让物联网技术真正发挥预期作用。

关键词：智能电网；物联网技术；电力行业

1物联网与智能电网概述

1.1物联网简介

物联网是一个以互联网、传统电信网等信息为承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。物联网技术基于互联网技术而发展，是互联网技术的延伸，是现实世界与网络世界融合的产物。其利用传感器、射频识别、定位设备作为信息采集手段，获取物体相关信息，通过互联网实现信息传输、整理及分析。该技术可以实现全球网络范围的信息识别管理，是一种应用价值较高的新型网络技术。物联网利用无线通信技术，可以显著提升信号传输效率，增加传输节点数量，进而提高通信能力。对比不同通信方式的传输速率，可以选择不同的应用场景，综合选择无线通信技术实现网络连接。

1.2智能电网简介

智能电网建立在传统电网的基础上。其主体结构由各级电网组成，以特高压电网作为骨架，通过信息管理系统实现各级电网管控。这种电网结构具有更高的信息传输效率，更低的管理难度，同时，实现了人机互动。智能电网建设可以实现发电、变电、供电和用电等多个环节的集中化管理，可以检测电网中的各个电压等级，有效提高了电力系统的管理水平，保障了电力系统的供电质量。

2智能电网的系统结构

智能电网的系统结构主要有以下几个部分组成。第一，高级量测体系。在此体系中，将用电网络分为家庭网络和本地网络，两个网络中分别配置智能电表，统计各网络中电器所用电量，并通过智能电表反馈到计量层，从而控制供电量。第二，高级配电运行体系。该体系可以实现配电量的快速计算，进而完成电力调配工作。第三，高级输电运行体系。该体系主要完成输电端的电阻管理。第四，高级资产管理体系。该体系是有效管理电力资源的系统体系，可以提升电网供电效率，并通过分层管理的方式让管理模式更加清晰，进而实现供电服务。

3电力物联网的功能应用

3.1电力设备状态监测与状态检修的一体化

状态监测与状态评价是进行设备状态检修的前提，电力设备运行参数可基于物联网进行有效采集，并达到全面控制的效果。智能电网设备与物联网的有效融合，监测电力设备状态过程中，对状态信息的横向以及纵向之间的联系性进行充分考虑，在分析在线电力设备状态情况、离线情况以及静态资产情况的基础上，对设备是否存在运行异常进行分析，判断异常是否严重，并判断其发展趋势，对故障发生的早期征兆进行有效识别，针对性地开展维护工作，达到对电力设备进行全寿命管理的效果，促进电网运行安全。

3.2电力系统外部广域信息监视和预警

外界环境对电力设备的运行有着非常重要的影响，基于气象部门所提供的气象信息能够对气象数据进行宏观性获取。此外，需要在线监测电力设备的外部温湿度、气压、风力、光辐射及降雨信息等。通过后端系统将上述数据和易发生的故障气象条件进行对比。最后通过数学模型以及人工智能技术对短期及中长期情况进行预测。

3.3基于射频识别技术和移动终端的资产管理

通过电子标签录入基本的电力资产信息，让电力资产与电子标签信息进行有效对应；射频通信链路在电子标签的基础上通过阅读器而建立，进而有效采集电力资产信息，并实现对这这些信息的监控；通过无线通信网将标签信息采集后向数据监控管理中心进行传输；实现信息在移动终端和与监控管理中心之间的互相交互。在电子标签中存储资产信息，并通过无线射频进行识别具有非常大的优势。（1）能够同步实时地对检修资产进行有效地管理，使调配资产的效率得到大幅提升，更加明确其目的性。（2）能够实时动态地跟踪监测资产的全寿命周期，促进综合的监控管理，避免了人为因素的干扰。（3）在调配资产以及企业投资决策中发挥着重要作用，促进资产的合理使用，提升了投资的边际效应。

3.4信息共享与智能用电服务平台

智能电网信息化建设中应用物联网技术，使得交互服务在智能用电中得到了体现，同时还可采集用电信息，实现智能化家居，提升管理能效。双向互动在电网与用户间得到了体现，从而更好地满足智能电网前提下人们多样化与个性化的用电服务需求。通过智能用电服务平台的建设，对传统的用电服务能容进行了有效扩展，使得智能电网在原来服务领域的基础上，实现了新服务领域的拓展。通过利用抽取信息与信息挖掘技术，大大提升了信息资源的利用效果，用户在Web服务的前提下，能够进行可视化互动，进一步提升用电服务能力。

4电力物联网的关键技术

4.1智能电表

在供应商和用户之间实现实时动态沟通的主要硬件设施是智能电表，其标识符号是可以寻址的，也是独立的，同时还具有双向通信的效果。在预测用户能源使用情况下，能够进行科学调度与规划，通过参数以及非参数的混合手段，对短期负荷进行有效预测，价格变化通过价格弹性进行描述，在用电实时短期价格弹性模型基础上，为供应商和客户之间形成有效的互动创造了条件。

4.2智能管理和信息共享实现虚拟能量储存

可再生波动的、间歇性的能源应用，可通过智能电网的存储功能得以实现，能源需求的协调通过现代通信技术进行动态协调与分布式响应。这需要建立与电动车充放电双向潮流的虚拟能量存储功能。在供应商和用户之间建立信息共享和智能管理的虚拟能量缓冲，需求侧管理思想在动态数据驱动的虚拟能量缓冲下得到了体现。

4.3以Web为中心的可互操作的通信

只有具备可相互操作方便快捷的网络以及标准接口，才能有效地推动智能电网的渗透，以Web为中心服务在此方面有着很大的优势。在服务器与网关之间，通过传感器实现信息交互，同时服务器不需要在网关的前提下便可进行信息交互。

4.4云计算

相较于传统的电网状态监测，电力物联网的信息量更大。海量的数据信息可在云计算的基础上进行处理，数据存储通过分布式冗余存储系统来实现，使得数据的安全可靠性得到了大幅提升，应用程序必须要满足海量信息处理的需要。大型数据集与应用程序可通过基于列的数据管理模式进行动态化读取。

4.5信息安全

应用系统、无线网络及传感器网络问题等都会影响物联网的安全，同时一些新的隐患也在系统的不断整合中出现。为更好地保证信息安全，必须要采取有效的措施进行应对。（1）电力设备的物理安全可通过物联网感知能力来确保其安全；（2）网络安全可通过加强机密保护、保证完整信息和控制访问以及接入认证来提升其安全性；（3）业务关键数据以及鉴别信息通过安全模块进行保存，确保本地信息的安全性；（4）通过密码机制，保护数据的机密性、新鲜性及完整性，依照需求来认证消息源，并对系统软件容错能力进一步强化。

5结语

智能电网中加入物联网技术，可以提高智能电网的检测水平，提升巡检效率，同时，有利于减少巡检成本。通过物联网技术在智能用电系统中的应用，可以实现供电方与用电者的互动，满足用户用电需求，提高电网运行的安全性。

参考文献

[1]唐明双.物联网技术在智能电网中应用研究[J].黑龙江科学,2017,8(24):74-75.

[2]朱敬彬.面向智能电网的物联网技术应用及安全威胁研究[J].现代信息科技,2017,1(5):92-94.