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面向智能电网的物联网应用研究 黄春胜

  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。

  物联网技术是一种可以实现智能化识别、定位、监控等功能的网络技术,建立在互联网技术的基础上。将物联网技术应用在智能电网中,可以提高电网监控水平,有利于保障电网的稳定性,进而促进电力行业的发展。物联网技术的原理是利用射频识别、红外感应、GIS等设备,完成信息的采集及定位。通过物联网技术的应用,可以实现电网端点、节点设备信息、供电状态的实时监测。基于此,针对物联网技术在智能电网中的应用展开分析,并提出具体应用方向,以供参考。

  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,如表1所示。根据表1,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。

  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。

  智能电网由以下几个核心技术组成。第一,集成通信系统。其主要集成化管理所有通信信息,为电网中涉及的通信信息制定相应技术标准,如网络带宽、冗余数值等。第二,感应及检测系统。智能电网与传统电网有一项相同的工作内容,即电网供电设备监测,而感应及检测系统是用来实现设备运行状态测量的核心技术。其通过相应的传感器、检测仪等设备,实时监测各种供电设备、配电设备。第三,控制系统。根据智能电网的整个构建结构,需要设定特定的算法,配置相应的控制装置,完成智能电网运行数据分析和设备控制,进而达到调配电力及保护电网的目的。

  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。

  想要将物联网技术应用在智能电网中,就要改造升级传统电网,构建用电端、电网与供电端的互动平台,加强电力系统中的信息化建设,保证电网达到较高的自动化、信息化水平。

  配电网是整个智能电网的重要环节。配电网中涉及的配电设备数量较多,且配电设备的分布位置比较零散,为配电设备巡检工作带来了较大难度。为了保证配电设备的巡检质量,智能配电巡检系统引入了GIS技术及射频识别技术,可以有效减低配电设备的巡检难度,是物联网技术在智能电网中的应用途径之一。

  在配电网中包含大量开关装置、配电箱、分支箱等配电设备。在每个配电设备上安装相应的电子标识,电子标识采用中频段无源只读式标识。通过识别器登记建档电子标识信息,将配电设备的相关信息及检测结果上传至服务器。

  智能电网中引入物联网技术,可以有效整合电力资源,提高信息化管理水平,让供电工作形成具体数据信息,提供给电力系统管理人员。电网用电分为几大类,包括传统民居用电、工业生产用电、新能源汽车用电等。利用物联网技术,可以让智能用电系统管理这几种类用电,满足用电需求,使电力调配更加合理。

  通过物联网技术,可以构建更加具有逻辑性的管理结构。智能用电系统分为主站和95598互动网站。公共通信网负责获取传统民居用电、工业生产用电、新能源汽车用电和其他新型用电端的用电需求。通过智能用电系统,可以检测智能电网中的异常用电,进而及时与用户沟通,保证电网运行安全。

  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。

  [3]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.

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