智能电网中的物联网技术应用与发展

发表时间:2020/8/10   来源:《当代电力文化》2020年第8期   作者:孙楠
[导读] 随着先进技术的发展,越来越多的领域融入到智能电网的建设中。
        摘要:随着先进技术的发展,越来越多的领域融入到智能电网的建设中。同传统的电网相比,智能电网有着足够强大的支撑体系,可以有效抵御外界的攻击。智能电网中的信息采集系统以及传感器技术可以对发生的故障进行有效预估,实现自我调节,避免大面积的停电,提高人们的生活需求。另外,只能电网可以建立双向的服务模式,不仅电网企业可以获取用户的信息和用电情况,用户也可以对企业的供电质量以及停电状况等信息进行了解。在未来的发展中,物联网等先进技术也将被广泛的应用到智能电网中,实现智能电网的高效进步。
        关键词:智能电网;物联网技术;应用;发展
1物联网技术的概述
        “物联网”这一概念最早由美国比尔·盖茨提出,后经过技术的不断发展,被人们所熟知。2005年,国际电联组织机构将物联网基本概念确定下来,被认为是地球上所有物体的超强互联。物联网技术与互联网技术不同,它是在后者基础上的一种延伸,并能够进行自动识别、网络通信、无线传感、实时定位等,可将大量物体互联互通,从而形成自身的网络体系。从广义上来看,物联网技术能够帮助人们随时随地将任何物体进行信息之间的交换,以便于自身的生活。从狭义上来看,物联网技术就是利用各个物体之间的传感器联系在一起形成的一种局域性网络。通常,物联网的架构主要有三层,分别为感知层、网络层和应用层,其中感知层包含了各种传感器和传感器网络,能够识别不同物体,同时进行重要信息的采集;网络层包含了计算机、网络等设备,能够及时传输和处理相关信息;应用层是应用者与物联网之间的接口,可以实现信息的交流,最终进行相关技术的应用。
2物联网技术与智能电网之间的联系
        物联网能够将万物互联,同样也能够与智能电网连接,并利用各种传感器感知智能电网的运行状态,从而达到监测的目标。智能电网主要包括变电、输电系统,管理人员可以在各个系统内设置相应的传感器,搜集变电、输电系统信息,通过物联网传输给管理人员。这样能够降低整个系统的运行风险,同时还可以减少管理成本,为整个电网的发展提供有利帮助。因此,物联网技术与智能电网之间存在较强的关联性,物联网技术的存在能够帮助管理人员实时掌握智能电网各种信息,智能电网也能够拓展物联网的运用环境,从而更好促进物联网技术的进步,为整个社会信息网络的完善奠定良好基础。在今后的应用中,相关人员应处理好物联网技术与智能电网之间的关系,以推动国家和社会的稳定发展。
3智能电网中的物联网技术应用
3.1设备状态的监控
        对于物联网技术来说,其中的传感器技术以及相关的系统应用在智能电网中,可以有效的对正在运行的状态进行监测,通过对实时信息的采集,可以有效的传送给相关部门,对智能电网中的各种设备的参数进行详细的统计和分析,相关工作人员根据数据编制相应的检测报告,实现对设备运行状态的监控,保证各个工作之间的配合,对可能出现的故障进行预估。除此之外,物联网技术还可以应用在对潮汐发电系统的运行当中,因为潮汐发电对于时间以及潮汐的数据方面要求是非常严格的,而物联网技术中微传感器的应用,可以有效的监测到潮汐可以产生电能的数据,并且对传输线路进行监控,监测它的变化情况,从而避免水涨起伏引起的意外情况,实现对智能电网的稳定性以及安全性的监控。
3.2在智能用电中的应用
        智能用电是智能电网的重要主城部分,是实现电网功能建设的主要载体,在现阶段中,物联网技术中的高级测量、快速通信等技术在智能用电中的应用,可以有效的实现相应的用电关系,实现计算的公正、数据信息采集的准确性。另外,物联网技术的应用还可以增加对于用电的收费途径,构建与用户之间的信息传递系统,实现实时互动交流的可能性,增加电网在生活中的应用。与此同时,物联网技术在未来发展中还将帮助智能用电实现节能环保上的应用,真正的提高了电能的利用率。同时,智能用电的发展,还推动了智能小区、智能城市等方面的建设,提高了人们的生活水平,引进了各种先进的通信技术,将通信网络覆盖在小区之中,实现了智能家居的可能性,而且还帮助用户节省了电力方面的开销,对于市场经济来说也有着重要的影响。
3智能电网中的物联网技术应用发展
        传统物联网架构采用的是分层体系,分为感知层、网络层、应用层三层,对应的层次特征分别是全面感知、可靠传递、智能处理。泛在电力物联网是物联网在智能电网高级应用的体现,可以分为感知层、网络层、平台层、应用层这四层结构,结构如图1所示。感知层通过传感器技术负责数据采集和处理,利用边缘计算处理一些区域化的计算任务,从而减轻平台层服务器的计算压力,提升实时性和建立统一的终端操作系统是未来感知层的发展方向。网络层负责对感知层和平台层之间的数据进行传输,利用多种通信方式实现数据的可靠传输与灵活调度,提高信息的传输速度和流量,电力载波通信技术和5G技术是未来网络层的发展方向。平台层通过云计算技术负责数据高效处理和物联管理,是实现高级应用的基础,提高协同计算与实时响应能力是未来平台层的发展方向。应用层实现电网的生产运营、经营管理和相关的用能服务,如微网运行管理、电动汽车的运营管理、园区能源管理等,跨专业的物联管理是未来应用层的发展方向。泛在电力物联网的建设为大数据与人工智能在能源互联网领域的应用打下了基础。

        泛在电力物联网在电网三个方面尤其是荷侧有更好的表现。目前对荷侧的感知还不够深入,从低压侧只能获取到电量数据,若能得到更多类型的数据,从而可以针对不同类型的用户用电情况进行更精确的分析,通过对电量负荷曲线等规律研究,深入挖掘荷侧海量数据的应用价值。首先,可以实现智能用电、智能家居应用,增加与用户的互动,提高用户的生活质量;其次,可以实现数据的商业价值,比如商家可以针对不同电量的用户生产销售对应的电气设备;进一步实现更高级的应用,最终实现电气互联到信息互联的转变。泛在物联网最大的目标就是从电表、用户、电网的互联变成所有电气设备与人的互联即万物互联。目前泛在电力物联网仍存在感知层的传感器数据准确性、网络层数据传输的及时性以及大量数据接入存储带来的电力数据安全等问题,若能解决上述问题,泛在电力物联网将会有更全面的应用空间。
结语
        物联网技术将电力系统的各个元素紧密地、有机地联系起来,不断促进电力系统的自动化、信息化和智能化。传感器技术、通信技术与云/边缘计算技术等物联网关键技术在电力系统源侧、网侧和荷侧三方面的深化应用和扩大影响,推动了电力系统实现全面可观可测、可调可控。随着物联网技术的进一步发展和突破,未来物联网在智能电网具有巨大的应用空间。在物联网技术的支撑下,智能电网将会朝着透明运行和泛在物联的形态发展。
参考文献
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[2]鹿婷婷,李志峥.浅谈物联网技术在智能电网中的应用[J].科技创新与应用,2014(06):153.
[3]刘丙午,周鸿.基于物联网技术的智能电网系统分析[J].中国流通经济,2013,27(02):67-73.
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