电力物联网建设的技术优势及发展趋势

张家乐

国网吕梁供电公司 山西吕梁 033000

摘要：目前，利用物联网技术提高能源利用率和监管效能十分重要，已经提高到国家战略层面，电力企业应该予以高度重视。电力企业作为国民经济的重要支柱产业和民生的重要保障力量，应该发挥“领头羊”的作用。通过加强电力物联网建设，把传统的电网系统管理方式和互联网的技术相融合，在电力运行监管中充分利用移动互联网、人工智能等技术，使电力系统的各个环节都做到万物互联、人机交互，提高信息处理的效率，在电网监管维护中减少人力、物力投入，增强安全性，更好地服务于国民经济建设。

关键词：电力；物联网技术

1 电力物联网的概念及关键技术

1.1 电力物联网概念

物联网这一概念由MIT的Kevin Ashton在1998年首先提出，主要是指将RFID技术和一些相关的传感器技术进行整合，植入日常物品的构造之中，与互联网相连接，进行信息识别。

电力物联网主要是采集用户、电网企业、发电企业、供应商以及他们使用的相关设备等相关信息，实现数据共享的智慧服务。在实际运用中，电力物联网的主要作用是可以提高电网的运行安全性能，为用户提供高效的电力能源服务。因为电力物联网不仅借助了电力网络系统原有的优势，还借助了信息、数据共享的技术优势。

由于电力系统具有十分复杂的特点，美国为了提高电力系统的运行安全和数据准确，实施了“Grid 2030”规划，目标是实现“源-网-荷”的无缝衔接。韩国、日本等国家为了提高对电网信息化的管理水平，均投入巨资，使电力网络系统和信息网络相结合，加强研究并应用研究成果。

我国十分重视提高电力系统中电力资源的管控效能。通过深入研究与实践，国家电网公司提出了加快建设“电力物联网”，充分利用现代大数据、云计算、人工智能等技术，着力打造“枢纽型、平台型、共享型”的供电网络管理体系，为国民经济发展提供有力的电力服务支撑。

1.2 电力物联网的关键技术

电力物联网主要采用了RFID技术和一些相关的传感器技术，其技术构成十分复杂，主要涉及如下关键技术。

(1）智能芯片技术。近几年，我国不断加大对科学技术创新的鼓励和支持力度，在智能芯片的研究上得到了重大的突破。智能芯片具有高精度、低功耗、微型化、智能计算的特点，为电力互联网建设打下坚实的基础。在传统的电力系统中，主要采用现场数据采集设备，这样采集数据不仅不完善，而且存在较大的数据误差，可靠性较低。目前，需要收集的数据也越来越多，传统的工业采集很难满足当前的需要，不利于数据的采集、整理和处置。为此，电力行业持续坚持电力网络系统的改造升级，将智能芯片的微型智能传感及智能终端运用于电力网络系统的运维管理中，让数据收集精确度低、处理速度慢等问题得到了有效解决，而且增加了遥控功能，为电力网络系统智能化运维管理打下坚实的基础。

(2）物联网平台技术。随着各行各业对数据处理和云计算的需求不断增加，各大互联网公司都投入了对物联网平台建设的研究，如阿里的“LINK”、中国移动的“One NET”、百度的“天宫”等物联网平台都相继在实践中得到大规模运用，其中中国电信和中国移动也进行了战略合作，这个合作可以很好地规避设备运行风险。

电力物联网的建设是以物联网平台技术为前提，随着互联网企业的加入，这项技术已经逐渐完善，可以帮助电力系统更好地处理电力数据，进行可靠的风险预测。将电力系统的数据接入物联网平台，可以实现对数据的高效处理和相关电力系统故障诊断的预判。

2 电力物联网建设的现状

2.1 电网配电自动化目标建设正在深入推进

在我国，国家电网配电自动化计划中有两个重要目标。第一，必须提高配电电线自动化的覆盖率，即按照线路关键点覆盖的原则，使城市农村所有电网中10k V配电线路自动化覆盖率达到90%以上。第二，提高配电的安全性。这就要求必须保证自动化配电的准确性，电网在应用商用非密码算法时，必须在配电终端和配电安全接入网关之间建立VPN的专用通道，从而实现对用户和配电主站的双向身份鉴别，并使用非对称密码算法，从而极大增强了配电的准确性。

2.2 配电终端的物联化管理正在逐步推开

配电终端的物联化管理是大势所趋，目前这一计划正在各电力企业大力推进，努力实现全行业的智能配电。这一配电系统用到的设备有智能配变终端、电信息采集终端等，这些设备均具有防窃、防火、防水、防破坏等物理安全的防护措施，还用到了通信、信息、数据加密传输等技术，保证了配电的安全性和可靠性。配电终端的物联化管理正在先行试验，如果实际效果好，配电终端的物联化将在全国范围推广。

2.3 新兴业务和电网业务互利双赢局面正在形成

“电力物联网”的发展发展使得能源、数据、业务达到了三线合一的状态，实现电力能源的转型升级，带动清洁型新能源等新兴业务的发展，而这些新兴业务的发展也会在将来反哺电网业务，像电动汽车行业、电子商务、智能芯片等行业，它们的发展更是无法脱离电网，从而实现互利互赢，电力物联网的建设给这些行业带来了更好的发展前景和发展基础，同时也将进一步拓展电力行业的发展空间。

3 电力物联网技术应用实例

3.1 不休息的“电子眼”

电力物联网的发展为政府对企业的合法监控带来了便利。总所周知，企业的排污情况一直是政府严格监管的工作，而电力物联网可以让政府的监管更加有力、有效。在企业的排污设施中安装智能电表，供电公司可以采取定点分析、定量比对、定性溯源等方式，对企业的排污情况进行检测，做到及时发现异常现象，为政府治污提供第一手的资料。

3.2 能源调控的“CPU”

水力发电对于地方政府而言是电能源的重要来源之一。某省有3000多座小水电站，而这些小水电站分布在全省的不同地方，管理起来十分烦琐。在以往，对于几千座小水电的监管都是根据经验进行的，数据的准确度很低。目前，利用电力物联网技术对小水电进行管理，可以极大提高数据的精度，也让管理变得简单，便于更好地掌控发电的安全运行和收益情况。

4 电力物联网应用前景

4.1 提高电网的智能化管控水平

电力物联网平台具有多源异构的特征，即物联网可以实时收集电网的数据，这些数据具有很高的实效性和准确性等。因此，电力物联网给电力运行的数据分析提供了坚实的基础，让分析结果更具参考价值，进而有力地推进智能化电网的建设进程，极大地提高监管的效能。电能相比石油和煤而言更环保，相比太阳能、风能等更加容易管理，故电能是能源建设的主力军，电力物联网的发展可以为电力行业发展战略的实现提供坚实的保障。

4.2 提升电网安全经济的运行水平

我国在电网结构构建方面存在一些不够合理、能源分布不够均匀、电网调节能力较弱等问题，通过加强电力物联网的建设，可以使这些问题得到有效的解决，让电力资源的运用更加安全高效。除此之外，电力物联网的发展将促进其他能源的开发和应用，如太阳风、风能等清洁型能源的开发利用，这些能源的开发都需要进行系统的监测和管理，电力物联网可以在其中发挥十分重要的作用。

4.3 实现清洁能源的有效利用

太阳风、风能等清洁型能源的利用是全球共同关注的话题，但是这些清洁能源的使用率都比较低。我国的地理环境复杂，如西部地区的太阳能和风能是十分丰富的，但是从能源的消费结构比例上看，这些清洁型新能源的利用率很低，因为这些能源都存在难以监测的问题。电力物联网的发展给如何更好地运用新能源提供了思路。只要运用电力物联网全面感知的特点，就可以实现对新能源关于源、网、荷、储的灵活互动。除此之外，电力物联网的运用可以促进工作人员之间的有效沟通，让工作人员在线控制操作，提高其工作效率。

5 结束语

电力物联网技术顺应了当前5G技术、智能化管理的发展，国家电网作为国民经济的重要支撑、民生的重要保障力量，必须充分认识到电力物联网技术应用的重要战略意义，应该加快应用布局，尽快取得应有的成效，为国民经济发展和保障民生作出更大的贡献。