物联网技术在电力系统中的应用探究许永平

物联网技术在电力系统中的应用探究许永平

许永平

（国网重庆市电力公司经济技术研究院重庆渝北401120）

摘要：随着社会科技的快速发展，物联网技术得到了有效的利用；其实现了物品与网络之间的互联，使物品更加具有活力；本文就物联网技术在电力系统中的相关应用做简要阐述。

关键词：物联网技术；电力系统；传输

一、智能化管理的物联网体系结构

物联网技术能够对电力系统中的输变电系统进行实时监测和全寿命周期的管理和维护工作，实现电力系统智能化和自动化的相关操作；物联网在电力系统体系中的应用主要可以分为感知层、网络层和应用层这三个方面，下面分别介绍这三点在电力系统中的相关应用：

（一）感知层主要是由各种二维码标签和识读器、REID标签和读写器、摄像头、各种传感器和M2M终端传感网络和传感网关等应用所组成。在复杂的感知层中，又可以将感知层划分为两个部分，第一个部分为感知控制子层，所谓的感知控制子层就是能对外界事物进行感知、进行识别和相关线索的收集等的各类传感器。第二部分为通讯延伸子层，通讯延伸子层主要是做搭接桥梁的作用，使物理设备能有效的和网络层、应用层相连接，使各个系统之间能有效的进行数据的传输工作。

（二）网络层主要由接入网和核心网两部分组成。网络层的主要工作目的是实现感知层和应用层之间相互联系，使他们之间能有效的进行数据的传输和控制工作，确保信息传递的准确性。考虑到电力系统信息的安全性和保密性，我们必须使用电力系统的专用网络进行相关数据的传输工作，但是如果该地区不具备相应的设备和条件，也可采用公共网络进行传输，在这个过程中务必做好相应的安全防范工作，确保电力信息传递工作的保密性。

（三）应用层主要是实现电力系统的智能化管理模式。智能化管理模式，就是将信息技术和电力系统进行融合，推动智能电网走向可持续发展的道路。应用层的关键之处再于将数据信息化的应用，能够实时监控电力系统的各个环节，并提供了各个环节交流的平台，能有效的完成使用者的用电需求。电力系统智能化的管理，能实现系统内部的实时交流，确保供电的准确性和安全性，提高能源的利用效率和节约用电成本等。

二、在输变电设备状态监测中的应用

（一）输电设备过程中的监测

实现电力系统的智能化管理，少不了对电力传输过程的实时监控。对电力传输过程的监测表现在输电电杆、输电电塔、输电线路和重要设备上部署各种传感器，全时段对传输线路进行数据的采集工作，然后将数据传送到控制中心。影响线路传输的因素可分为两类，一类是自然天气的影响，另一类则为线路自身造成的影响；由于传输线路都位于室外，所以天气的变化对于整个传输线路来说都是不可小视的影响，比如雷电、风、线路结冰等自然现象，根据这些因素我国已基本实现了微气象监测、覆冰监测、风偏监测、雷电监测等相关监测；在其他方面也实现了导线温度监测、线路绝缘子污秽监测、弧垂监测、振动监测、图像视频监测、线路故障监测等；各种监测传输器实时对传输线路进行监控，并对数据进行分析，保障电力系统的正常运行。

（二）变电设备过程中的监测

物联网技术在变电系统智能化模式中扮演者重要的角色；物联网技术融入到变电系统中，不仅满足变电系统的基本要求，而且符合其基本原则。在物联网的分层结构当中，感知层在智能化变电系统中主要表现在过程层，而变电系统中的站控层则对应于应用层。目前，传感层中的传感器，现在的发展都是以小型化、无线化、低功耗的发展方向研究，在传感器的应用过程中一定要注意其所产生的电磁波对变电系统控制所带来的影响。网络层主要是使用在站内进行通信，网络层的通信协议应该符合IEC61850相关规定。随着科技的快速发展，无线通信网络的应用越来越普遍，应该对无线通信的空中通信接口和通信协议进行相应的统一，使无线通信资源能够共享。应用层主要应用于输变电系统的监测过程，对数据进行采集和分析等，如图1。

图1：物联网在变电系统中监测的物理结构图

三、在输变电设备整个生命周期的管理

实施对输变电系统的全生命周期的管理是一个长久且复杂的过程。要从长远对输变电整个系统进行一个完整的规划；从输变电系统最初的规划设计，到中期的建设运行，和后期的维护改造报废整个生命周期进行合理的管理都离不开物联网技术的应用。

物联网技术在输变电整个生命周期中的应用。由于电力系统的特殊性，我们必须确保电力系统整个生命周期的安全性，在保障安全性的同时还需要不断提高电力系统的效能和节约整个系统成本。物联网技术的应用，能实时监控着整个电力系统的各个环节，获取电力系统的全景状态信息，并结合相关设备特性，对设备的状态和寿命进行准确的评估，从而实现对整个电力系统进行生命周期的管理；有利于我们在前期就能做出相应的规划，在系统的制造安装和运行维护报废等阶段都能科学的实施管理。

物联网技术的应用，还能详细的获得输变电系统中各个方面的信息；能够在使用环境、工作状况、试验检测、缺陷方面等获取相关数据，能更好的对整个系统的未来和生命周期进行一个更清晰的分析，也能及时的找出其中存在的问题进行解决。

四、进一步加强研究的内容

随着科技的不断进步，物联网技术在输变电系统的运行维护中已经站稳了脚跟，能对输变电系统的整个生命周期进行实时的监控管理，为了让物联网技术能在电力系统中能更好的发挥其作用，我们还需要在以下几个方面做进一步的深入探究。

（一）输变电系统中，还缺乏一个能进行数据存储、数据交换、计算、联网和自治协同能力的一体化智能监测装置系统，如果能研发出该系统，则能大大提高效率和缩短成本。

（二）目前，我国输变电系统中传感器的使用还需要进一步改进，需要研究出一种能像光纤传感一样的电力系统专用的传感器。

（三）在电力系统智能化的模式下，监测设备不断被投入使用，但是监测设备却缺乏一个能可靠供电的系统。

（四）物联网技术在电力系统中进行实时监测时的电磁干扰问题，和输变电传输过程中高磁场环境对监测传感设备的影响问题，以及输电设备自动控制的过程中受到传感设备电磁干扰的问题。

（五）物联网技术的应用还缺乏对海量数据的挖掘，应该扩大对数据的收集，并将大数据运用到整个电力系统的管理中去。

五、总结

根据我国目前的情况来看，虽然物联网技术已经在输变电系统中得到良好的使用，但是在技术方面还存在许多需要完善的地方，比如研发管理和运行维护的成本都较高，整体规划和资源的利用率上都还缺乏一定的不足，这些都阻碍了物联网技术在输变电系统中的应用，所以，物联网技术在电力系统中的融合还有很长的路要走，我们需要不断改进创新，才能使电力系统的管理更加完善。

参考文献：

[1]孙洪斌，关钦月.物联网技术在电力系统中的应用[J].中国农村水利水电，2012（03）

[2]施健，唐云善，张春平.物联网技术在通信管理系统中的应用研究[J].电力系统通信，2012，33

作者简介：

许永平（1980.12.06--）；性别：男，籍贯：重庆市巴南区人，学历：本科，毕业于重庆大学；现有职称：中级工程师；研究方向：输配电及用电工程