面向智能电网的物联网技术及其应用

编者按近来，物联网的飞速发展得到了社会各界的广泛关注，国家电网公司高度重视物联网的研究和应用，本报特刊登物联网知识普及文章，以飨读者。

物联网是指“物物相连的互联网”，通过传感器、射频识别、全球定位系统等技术，采集任何被测物的声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种信息，并通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的广泛连接，实现被测物的智能化感知、识别、交互和管理。物联网可应用于军事、智能交通、数字家庭、食品安全、旅游服务、城市公共管理、现代物流、生产制造、医疗健康等多个领域。

    智能电网与物联网作为具有重要战略意义的高新技术和新兴产业，已引起世界各国的高度重视，我国政府不仅将物联网、智能电网上升为国家战略，并在产业政策、重大科技项目支持、示范工程建设等方面进行了全面部署。应用物联网技术，智能电网将会形成一个以电网为依托，覆盖城乡各用户及用电设备的庞大的物联网络，成为“感知中国”的最重要基础设施之一。智能电网与物联网的相互渗透、深度融合和广泛应用，将能有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源，进一步实现节能减排，提升电网信息化、自动化、互动化水平，提高电网运行能力和服务质量。智能电网和物联网的发展，不仅能促进电力工业的结构转型和产业升级，更能够创造一大批原创的具有国际领先水平的科研成果，打造千亿元的产业规模。

    物联网的基本架构

    融合智能电网应用的物联网主要分为感知层、网络层和应用层。

    感知层包括感知控制子层和通信延伸子层。感知控制子层是对物理世界感知、识别、信息采集的各类传感器。通信延伸子层是将物理实体联接到网络层和应用层的通信终端模块或延伸网络。智能电网通过感知控制子层实现各环节电气量、非电气量、微环境等信息的采集，并通过通信延伸子层接入物联网的网络层。

    网络层包括接入网和核心网，实现感知层与应用层间信息的传递、路由和控制。鉴于智能电网对数据安全、传输可靠性及实时性的严格要求，物联网的信息传递、汇聚与控制主要依托电力专用通信网实现，在不具备条件或特殊条件下也可借助公网。

    应用层包括应用基础设施/中间件和各种应用。应用基础设施/中间件是实现信息存储、计算的基础设施，为各种应用提供技术支撑。应用层通过先进的信息分析处理技术实现电网智能化的决策、控制和服务。

    智能电网中的物联网应用

    物联网技术将进一步助力智能电网的实现，如设备状态的预测和调控，资产全寿命周期管理的辅助决策，电网与用户间的智能互动等。

    利用物联网技术，通过在常规机组内布置各种传感器掌握机组运行状态，包括各种技术指标与参数，可提高常规机组运行维护水平;通过在坝体部署压力传感器群监测坝体变形情况，规避水库调度风险;通过各类气象传感   器实时采集风电场、光伏发电厂的风速、风向、温度、湿度、气压、降雨、辐射等微气象信息，实现新能源发电的监控和预测。

   利用物联网技术，通过各类传感器监测输变电设备的微气象环境、线路覆冰、导线微风振动幅度、导线温度与弧垂、输电线路风偏、杆塔倾斜度、图像视频、绝缘子污秽度等信息，与电网运行信息进行融合、分析，及时发现并消除缺陷，提高电网运行水平。

    利用物联网技术，通过在杆塔、输电线路或重要设备上部署各种传感器，实现目标识别、侵害行为的有效分类和区域定位，提高电力设备全方位防护水平。

    利用物联网技术，通过传感器监测电力现场作业人员、设备、环境等方面信息，实现智能化互动，减少误操作风险和安全隐患，提高作业效率和安全性。

    利用物联网技术，能及时获知用户侧需求，有助于实现智能用电双向交互服务、智能家居、家庭能效管理、分布式电源接入以及电动汽车充放电，提高供电可靠性和用电效率，并为节能减排提供技术保障。

    利用物联网技术，通过传感器实时感知电动汽车运行状态、电池使用状态、充电设施状态以及当前网内能源供给状态并进行综合分析，实现对电动汽车、电池、充电设施、人员及设备的一体化集中管控、资源的优化配置。

    利用物联网技术，通过各类传感器监测电力设备的全景状态信息，评估设备状态并预估寿命，为周期成本最优提供辅助决策等功能，实现电力资产全寿命周期管理，提高电网运行水平、管理水平。

    智能电网和物联网的深度融合发展不仅能加强电厂、电网以及用户间的互联互动，提高电网信息化、自动化、互动化水平，也将使生活更智能、更节能，极大提升生活品质。