基于物联网技术的智能电网系统分析
发表时间：2018-12-24T16:07:18.680Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：郑雯泽许珈宁王健马欣慰[导读] 摘要：智能电网的发展和应用具有重要的积极意义，不仅可以降低电网运行的成本，提高电网运行的效率，而且还可以保障电网安全、稳定运行，提高供电的质量。
（国网辽宁省电力有限公司阜新供电公司）摘要：智能电网的发展和应用具有重要的积极意义，不仅可以降低电网运行的成本，提高电网运行的效率，而且还可以保障电网安全、稳定运行，提高供电的质量。智能电网的发展和应用需要物联网技术的支持，提高物联网技术在智能电网中应用的水平可以产生巨大的经济效益和社会效益。基于此，本文针对基于物联网技术的智能电网系统进行深入的分析，希望可以促进两者的有效融合，提高电力系
统运行的质量。
关键词：物联网技术；智能电网；体系结构 1.物联网的技术体系架构分析
物联网属于开放的体系结构，因此需要多种技术的支持，主要包括通信技术、射频识别技术、物流管理技术以及中间件技术等，其中主要涉及到三个方面的关键技术: 1.1智能处理技术
智能处理技术主要是指运行各种计算机技术、模糊识别技术等对大量的数据和信息进行分析和处理，从而实现对物品有效控制的技术。
1.2感知技术
感知技术就是指利用射频识别技术、二维码、摄像头、传感器等多种技术和设备，随时随地对物品进行信息采集的技术。
1.3信息传递技术
这种技术主要是指借助互联网技术和电信网络对物品信息进行有效的传递。
物联网的总体技术架构主要分为三个层次：数据采集层、信息交换层、应用层，如图1所示：
图1物联网技术体系结构 2.智能用电系统基础应用功能需求
在用电信息采集平台的功能需求中，主要包括传输层和应用层两个部分。其中，传输层主要是从电力公司各单位到用户家中智能电表的数据双向传输，确保数据传输的正确性、及时性、可靠性等功能需求；应用层主要关注对全网范围内计量数据的采集、监控和控制，电网公司通过对计量数据的分析，可以及时了解分析售出电能的使用情况，同时又可确保电网可靠、盗电监测、高频数据采集与分布。
在能源接入需求方面，智能电网能够让可再生能源发电等新类型电力入网，比如分布式发电的入网。供电源彼此独立且相对不好预测，要求配电网从被动式单向网络演进为从多个方向主动管理电流的系统。借助物联网技术在智能电网中的应用，可通过信息共享及时预测分布式电源功率的变化，从而确保分布式电源的出力保持在控制范围之内，满足智能电网调度系统的需要。
在输配电调度需求方面，需要通过物联网技术掌握遍布电网的传感器，及时感知电网内部运行情况，将全局系统电能损耗情况反馈给调度系统，并辅助调度人员对系统运行方式进行调度，在保证安全前提下优化网络运行。
3.基于物联网的智能电网关键技术 3.1参数量测技术
参数量测技术是智能电网基本的组成部分。先进的参数量测技术获得数据并转换成数据信息，供智能电网各个方面使用。参数量测技术主要应用了物联网的感知技术，在数据采集和处理阶段，主要是采用各类传感器技术、射频识别技术以及二维码等信息采集技术，对物品进行数据采集，之后接收上层传递过来的控制信号，产生响应，进而完成相应的动作，对信息进行处理。
3.2智能电网通信技术
建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础。基于物联网有多种技术可供选择，它们主要可分为有线和无线技术两大类。在物联网的实现过程中，无线传感网技术格外重要，无线传感网是由大量多种类传感器节点组成自治的无线网络，它能实时、动态获得物理世界的传感信息，并将相关信息与通信主干网融合，可全方位提高智能电网各环节的信息感知深度。
3.3云计算技术
电网具有规模大、模型复杂、多级、多层次等显著特点。特别是随着太阳能、风能、水能等可再生能源逐渐接入电网以及分布式能源技术的不断发展，电网的规模将更大，复杂性将更高，分布将更广。云计算是分布式计算、并行计算和网格计算的发展，是虚拟化、效用计算、面向服务的体构等概念混合演进的计算方法，主要用于智能电网异构资源的集成与管理、海量电网数据的分布式存储与管理、快速的电力系统并行计算与分析等。
3.4智能电网调度和信息安全技术
智能调度是智能电网建设中重要的环节，而智能电网调度决策支持系统是智能调度研究与建设的核心，是提升调度系统资源优化配置能力、智能化决策能力、灵活高效调控能力的技术基础。在智能调度技术中，还包含信息系统平台技术，智能电网中的信息系统平台主要包括采集与处理、分析、集成、显示、信息安全等电网全方位监测体系。电网公司信息管理平台应覆盖财务、营销、安全生产、协同办公、物资、项目管理等所有环节的业务管理和应用。智能电网的信息安全主要涉及智能电网应用的物联网接入网关技术、物联网异构系统通信协议转换及传感节点安全接入技术、物联网信息安全接入平台总体技术架构等方面。
4.基于物联网的智能电网体系结构分析
4.1电网设备感知层
电网设备感知层需要用到多种信息传输和交换的元件和设备，如摄像头、二维码标签。识读器、各种传感器以及无线传感器网络，无线传感器网络的具有感知和识别物体的作用，并采集物体的相关信息。将物联网技术应用到智能电网当中，一定要重点做好智能电网数据采集以及数据采集过程的智能化监控工作，只有这样才能实现对整个电网的电能信息进行采集的目标，并实现对数据和用电的管理和应用。
4.2网络通信层
网络通信层的主要作用就是实现感知层各种信息在广域或局部范围之内的信息传输，涉及到的网络主要有电力光纤网、无线宽带网以及电力线载波通信网。数据采集远程通信网络可以采用多种类型的数据传输网络，而采集数据的网络可以是专用或公用的有线、无线的通信网络以及电力线载波通信网络，对于采集终端的本地通信网络，可以采用电力线载波通信网络进行采集，也可以使用其他的有线网络进行采集。
4.3数据融合层
数据融合层可以对大量数据之间的交换与融合进行有效的管理，从而为电网运行提供数据存储、跨系统整合、集成以及访问等功能，在这个过程中需要运用云计算、数据计算、数据挖掘、网络分布处理等多种数据融合技术，可以实现对智能电网的数据的知识管理和智能决策。
4.4智能电网应用层
智能电网应用层涉及到的技术主要有智能计算机技术、模式识别技术以及信息系统技术等，可以很好地实现对电网的监测处理，并提供智能化的决策控制服务，从而最终提高整个电网智能化的水平。智能电网应用层将物联网技术和智能电网需求相结合，建立了智能电网物联网一体化管理平台，为电网智能化应用提供了解决方案，提高电网运行的质量。
结语
总而言之，将物联网技术应用到智能电网当中具有重要的现实意义，可以提高电网运行的效率，减低能源损耗，实现节约资源的目的，并且应用物联网技术还可以提高智能电网的性能，保证整个电力系统正常、稳定、高效运行。因此，电力领域的科研人员应该进一步加强对智能电网的研究，将物联网技术应用到智能电网的各个环节，从而使电网运行产生更大的经济效益和社会效益。
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