电力物联网的关键技术与应用前景分析

刘圣炜 1 桑 林 2

1. 国网山东省电力公司寿光市供电公司 山东 262700

2.国网山东省电力公司乐陵市供电公司 山东 253600

摘要：电力物联网是一种依靠信息通信技术、物联网技术、电力设备信息采集技术等建立起来的，当前网络发展中出现的网络管理技术与传统电网系统管理技术相结合，逐步为电网系统化、高智能发展奠定基础，因此，电力互联网的关键技术的发展与实际应用是十分重要的研究课题。

关键词：电力物联网；关键技术；应用前景

1物联网概述

从基本定义上出发，物联网是在网络协议下制造一个虚拟空间，然后借助物联网将虚拟空间内的信息资源共享。在整个物联网体系结构中，主要以感知层结构、网络层结构和应用层结构为主。感知层结构的主要功能是负责接收相应功能区域内的各种网络信息资源，同时将网络内部结构相连接，并通过无线网络将所附属的通信设备同时连接到网络结构中，以实现对接收信息的控制与操作。而网络层结构在整体体系中主要起到传输信息的作用，应用层主要针对智能手机、计算机和平板电脑等智能终端设备，所以应用层结构主要是负责应用层与用户之间的信息交换与共享。因此，在物联网系统中，物联网的用户端不仅仅局限于人，而是实现了从人到物的扩大。

2电力物联网的关键技术

2.1感知与标识技术

2.1.1传感技术

传统传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并按一定规律变换后输出，典型的器件有电阻应变式传感器、电荷耦合器件、霍尔传感器等。随着传感器不断发展，具有信息处理功能的智能传感器占据较大的应用空间，智能传感器也是物联网获取外界信息的重要途径。与传统传感器相比，智能传感器具有高精度、高可靠性、自适应强等优势。目前，小微智能传感器是传统传感器的发展方向，小微智能传感器是传统传感器与微处理机相结合的产物，也称为巨磁阻传感器，具有采集、处理、交换信息的能力，因其具有的特低功率、便于安装、抗干扰等特点使智能电网透明化运行成为可能。因此，可以利用小微智能传感器解决传感器在物联网中的应用瓶颈，例如将小微智能传感器应用于物联网的感知层，实现智能电网的大数据测量和收集，进一步拓展传感器在物联网中的应用范围。小微智能传感器作为透明电网最重要的单元，仍存在电压测量、功率较大等问题，其未来将要突破的瓶颈是自行实现能量的补给以及电压测量的问题。除此之外，物联网技术在智能电网中的应用还有无线传感网络，它通过节点内置传感器进行采集和处理网络覆盖区域中的目标信息。无线传感器网络具有自组织性、抗干扰能力强等特点，它能为物联网带来传感、互通和驱动的高性能。但无线传感器网络也存在一定的缺陷，首先不同应用场合下无线传感器网络的结构和协议不同，需要设计相同的标准接入到电力通信网；其次无线传感器网络在电网中会受到电磁干扰，可能会导致数据采集和传输过程中出现失误，需要完成电磁兼容的可行性设计；最后无线传感器网络节点需要持续的能量供应，若将小微智能传感器与无线传感器网络相结合，从中可以挖掘小微智能传感器在智能电网中可能的应用点。目前，无线传感器网络已经开始逐步应用于智能电网的数据收集的场景中，如无线自动抄表、远程系统监控、设备故障诊断等。

2.1.2识别技术

识别技术包含种类识别、状态识别和实物识别。识别技术的关键在于全面感知，而全面感知的实现是建立在对物理世界识别的基础上的，识别技术是物联网实现的重要支柱。如果从应用需求的方向来看，要想完美实现识别技术就需要完成对象的全局标识，并且能够进一步为物联网建立起标准化的物体识别构架。只有不断完善和攻坚识别技术，才能够为多种传感器的应用和识别提供基础支持，实现全面融合，为未来物体识别发展和物联网建设铺石奠基。

2.2网络与通信技术

2.2.1接入和组网

物联网中的网络通信技术包含了终端接入、核心传输等多种技术。其中终端接入的重要标志就是传感器网络，其在系统应用中能够实现骨干网的接入性问题。而网络核心的IPv6网络也得到了快速发展，这也能够更好地为物联网的全面应用提供良好的网络通信基础。但是，就目前的发展状况来看，要想实现末梢网络和核心网的充分协同，仍面临诸多问题，尤其是在固定、无线和多网接入协同等通信技术方面仍需要进行大量的研究和实证。

2.2.2通信与频管

物联网的建设需要多种通信网络的协调和配合协作，并且尝试实现无缝融合，最为常用的短距无线传输技术就是重要代表。这主要是由电力物联网的特点决定的，其信息的传输是借助工业科学医疗频段实现的，所以物联网中的很多设备都包含在该频段中，此外ZigBee、蓝牙、WIFI等信息传输装置也囊括在该频段中，这种现象就导致了频谱空间的拥堵，限制了物联网的建构和大规模应用。因此，要想提高频谱资源的利用率，实现物联网业务的空间共存，就需要从技术上不断深入，克服频谱保障能力的难题，突破多物联网间的互通互联和互操作技术壁垒。

2.3计算与服务技术

2.3.1信息计算

要想完善物联网系统，就需要保证网络中海量信息的输入。但是，该过程中需要整理和处理大量的数据，要准确、快速、高效地完成数据的处理就成为了当前物联网需要解决的重要难题。要想保证信息处理的高效性和信息计算的准确性，首先要保证对感知信息的科学融合和高效存储，然后对数据进行进一步的数据挖掘，保证多项技术的共同深入研究和应用。并且，在大数据时代发展迅速的大环境下，还要充分运用“云计算”和“大数据”技术等，加快海量数据信息提取和处理，实现物联网建设的系统化和智能化发展。

2.3.2服务计算

随着目前互联网技术的迅速发展，电力物联网的发展也要取长补短、相互融合，为用户提供更优质的应用服务，实现现有物联网架构基础上的业务拓展和质量提升。就当前的物联网发展现状来看，传统的技术服务套路已经难以满足物联网快速发展的需求，束缚了业务的拓展和质量的提升。所以在物联网的发展中应该积极借助互联网发展先进技术和优势，用发展的眼光来看待物联网的发展，来适应未来人们对服务的需求的角度来设想，从而提炼出电力物联网其存在的核心价值，以此来分析其所需要具有的核心技术。

3电力物联网的应用前景

3.1实现对清洁能源的利用

电力物联网能够充分利用其对信息的感知功能与人工智能技术，及时对各种清洁能源进行预测，采取有效的激励措施，这样就可以激发用户主动参与到清洁能源利用之中。电力物联网中的分布式新能源能够建立虚拟电厂，发挥出这一类型能源的作用，减少因电网运行造成的能源消耗，并实现跨区协调。电力物联网可以促进各地区重视对清洁能源的利用，因此拥有广泛的发展前景。

3.2优化电力系统功能

加强对风能、太阳能等新兴能源的预测，建立完善的监测与预测系统，为新能源发电做好充分的准备。同时，要利用物联网优化输电功能，对设备的运行状态进行实时监测，确保问题得到改进。运用智能化技术优化通信功能，使传感器对信息的感知能力更加强大，并进一步完善对数据的智能化判断与处理功能。构建智能配电管理系统，对配网进行实时监测，及时监测故障，并对故障进行处理。利用物联网还可以进一步提高工作效率，实现在线办公和身份认证，还可以对工作进行随时的监督和管理。

4结语

随着科学技术的不断发展，电力物联网逐步朝着更加现代化和智能化的方向发展，也进一步促使整个电力系统的稳定可靠运行。因此，电力企业要深入掌握电力物联网的关键技术，将电力物联网运行模式落实到位，将物联网积极广泛的应用到电力系统的各个方面。

参考文献

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[2]杨东升,王道浩,周博文,陈麒宇,杨之乐,胥国毅,崔明建.泛在电力物联网的关键技术与应用前景[J].发电技术,2019,40(02):107-114.