面向智能电网的物联网应用体系建设_萧展辉

由图１可以看出，物联网建设能有效地促进智 能电网建设发展，通过物联网可从技术角度为智能 电网的数据采集、信息全面贯通和智能化运行控制 提供支撑；从业务角度可为智能电网业务应用创新 建立基础。物联网相关技术与智能电网建设关系如 图２所示。物联网属于通信和信息的范畴，构建起 信息感知、传输、应用的有机体系并与智能电网建 设相结合是智能通信和智能信息的重要组成部分， 为实现智能电网的新能源接入、智能输电、智能变 电、智能配电、智能用电和智能调度等业务提供技 术支撑。
Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｍａｒｔ Ｇｒｉｄ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＩＯＴ
ＸＩＡＯ Ｚｈａｎｈｕｉ （Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１０６００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｇｒｉｄ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ ｔｈｉｎｇｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｇｒｉｄ，ａｎｄ ｉｔ ｃｌａｒｉｆｉｅｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｗｏ．Ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ＩＯＴ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ，ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｍａｒｋｅｔｉｎｇ ｓｅｒｖｉｃｅ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｇｒｉｄ．Ａｎ ｏｖｅｒａｌｌ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｉｎ ｒｅｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ａｄｖａｎｃｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＩＯＴ；ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ａ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｇｒｉｄ ｏｒｉｅｎｔｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＩＯＴ ｉｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｓｅｒｖｉｃｅ ｂｕｓ ａｎｄ ｄａｔａ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＩＯＴ ａｎｄ ｓｍａｒｔ ｇｒｉｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔ ｇｒｉｄ；ＩＯＴ；ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ａｄｖａｎｃｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
物联网就是将信息网络用户扩展到物品与物品 之间的信息交换和通信上 ， ［１］ 提高物品的信息 感 知 和智能控制水平。这与智能电网的发展方向不谋而 合，因此，如何充分利用物联网带来的技术应用创 新契机，推动智能电网的建设和发展是目前重要的 研究课题。
１ 物 联 网 与 智 能 电 网 建 设 关 系
智能电网自动控制利用物联网采集的实时运行 信息与实时调度计划信息、实时方式相结合，通过 物联网提供的信息通道及可操控终端设备执行自动 发电控制和自动电压控制，实现电网闭环调整；还 可以利用物联网对水文和气象信息进行监测，为智 能电网的负荷预测和调度计划制定提供信息依据。 ２．２ 物 联 网 支 撑 智 能 电 网 生 产 检 修
智能电网的实现，首先依赖于电网各个环节重 要运行参 数 的 在 线 监 测 和 实 时 信 息 的 掌 控。 基 于 此 ， 物 联 网 作 为 智 能 电 网 的 “神 经 网 络 ”， 可 成 为 推 动智能电网发展的重要技术手段 。 ［７］ 智能电网 的 物 联网体系结构如图１所示。在感知层，通过终端设 备获取电网设备状态和电网运行信息，对电网进行 远程操作；在传输层，通过多种信息网络支撑应用 层和感知层的信息传输，实现物联网信息无缝互联 的需求；在应用层，利用多种数据平台和信息化应 用对物联网信息进行管理及智能化操控，从而提升 整个物联网的智能化水平。
摘要：介绍了智能电网和物联网的技术特点以及智能电网的发展趋势，明确二者的建设关系。剖析物联网对智 能电网运行调度、生产检修、营销服务等领域的应用需求，从物联网基础建设和基于物联网的高级应用建设两 个方面设计物联网体系建设整体架构，并结合企业服务总线和数据平台应用提出了面向智能电网的物联网应用 体系建设的解决方案，实现物联网与智能电网的融合发展。 关键词：智能电网；物联网；基础建设；高级应用 中 图 分 类 号 ：ＴＰ３９３．０９；ＴＭ７２７ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００７－２９０Ｘ（２０１２）０８－０００１－０５
智能电网营销计量业务主要依靠高级计量体系 （ａｄｖａｎｃｅｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ＡＭＩ）。 该 体系以智能表计为终端，以信息网络连接为纽带来 支撑营销数据计量和双向通信的业务平台。基于物 联网技术，对电能用户的用电信息进行全面监控和 综合利用，可实现客户侧、关口和公用配变电能信 息远程采集，大客户负荷控制。根据不同业务对采 集数据的要求来编制自动采集任务，管理各种采集 任务的执行情况。采用统一数据存储管理技术对所 采集的各类量测数据和事件数据进行分类存储和管 理，为数据中心及其他业务应用系统提供数据共享
第２５卷 第８期 ２０１２ 年 ８ 月
广东电力 ＧＵＡＮＧＤＯ９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－２９０Ｘ．２０１２．０８．００１
Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．８ Ａｕｇ．２０１２
面向智能电网的物联网应用体系建设
萧展辉
（广东电网公司，广东 广州 ５１０６００）
在我国， 智 能 电 网 建 设 定 位 于 利 用 先 进 的 通 信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互 动化为特征的统一坚强智能电网。这是电力行业的 发展方向。 我 国 科 学 技 术 部 明 确 表 示 要 结 合 国 家 “十二五 ”科 技 发 展 规 划， 做 好 智 能 电 网 的 顶 层 设 计，发挥科技的引领和支撑作用。建设智能电网需 要综合利 用 集 成 通 信、 传 感 与 测 量 的 高 级 电 力 设 施、高级控制方法、决策支持等一系列技 术 ， ［５］ 这
和分析服务。 智能家居是智能电网的重要组成部分，物联网
支撑的营销智能家居服务业务是通过信息网络将家 庭用电设备与用户控制终端建立连接，通过用户控 制终端的专业化应用模拟智能家居环境，采用手持 移动设备 或 个 人 ＰＣ 对 用 户 用 电 分 析 情 况 进 行 查 看，远程 调 节 家 电 的 运 行 模 式， 从 而 实 现 节 约 电 能、避免高峰用电、合理减少电费支出等目的。用 户可根据用电结果模拟设定家庭用电策略，实现对 不同家电运转方式的自动优化；电网可利用基于物 联网的智能家居平台为用户提供用电节能咨询增值 服务。
２ 面 向 智 能 电 网 的 物 联 网 应 用 体 系
２．１ 物 联 网 支 撑 智 能 电 网 的 运 行 调 度 智能电网的运行调度需要具备实时的监控预警
能力、准确 的 调 度 计 划 能 力 和 全 面 的 安 全 校 核 能 力。实时监控与预警是支撑智能电网实时调度业务 的基础， 主 要 实 现 电 网 运 行 监 控 可 视 化， 安 全 分
作为物联网的重要终端设备，智能手持移动设 备，如 个 人 数 字 助 理 （ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ， ＰＤＡ）、平板电脑等， 可 为 运 行 检 查 人 员 提 供 远 程 信息即时交互功能。若巡视过程中发现缺陷可直接 选择设备登记缺陷，也可以通过移动终端上传、下 载 巡 视 记 录 等 。 在 生 产 管 理 信 息 系 统 （ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ＭＩＳ）中 制 定 设 备 变 更 工 作 票，现场人员通过手持设备下载工作票信息，当设 备出现变更时，可即时确认更换设备和被更换设备 的 信 息， 并 上 传 变 更 信 息 到 生 产 ＭＩＳ， 由 生 产 ＭＩＳ进行历 史 存 档。 智 能 手 持 移 动 设 备 可 以 进 行 ＧＰＳ定位，结合 ＧＩＳ 对 巡 检 人 员 的 巡 检 路 线 进 行 跟踪，自动考核巡检工作到位完成情况，实现巡检 工作由松散式、滞后式的管理向精细式、实时式的 管理转变。 ２．３ 物 联 网 支 撑 智 能 电 网 营 销 服 务
１．１ 智 能 电 网 发 展 方 向 目前电能需求量正逐年上升，国防经济安全和
环境保护 要 求 建 设 更 高 标 准 的 电 网 架 构 和 管 理 体 系，因此，电网企业需要更加重视电能质量和供电 可靠性 的 提 升 。 ［２］ 智 能 电 网 建 设 作 为 应 对 气 候 变 化、解决能源安全与环保问题的产业变革，已经成
收 稿 日 期 ：２０１２－０３－１２
为各国研究与实践的重点领域。从早期的智能表计 到电力智能化，从输电、配电自动化到能量全过程 自动化，智能电网正逐步发展 。 ［３］ 智能电网是 利 用 广泛覆盖的电能传输系统，通过传感器将设备联系 在一起的信息系统形成的客户服务平台。它允许电 网和电能用户实时监控和调节电能使用方式，使电 网运行管理在实现电能供需动态分析和提高投资效 率的基础上更加智能和科学 。 ［４］
ＧＰＳ—全球定位 系 统，ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ 的 缩 写；ＧＩＳ— 地理信息系统，ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ 的缩写。
图 １ 物 联 网 体 系 架 构
图 ２ 物 联 网 与 智 能 电 网 建 设 关 系
析，调整控制前瞻化、智能化及运行评价动态化； 利用物联网感知层的多种传感器终端采集电网运行 状态数据，实现稳态监控、动态监控和二次设备在 线监控；数据经过传输层汇聚到应用层，在智能信 息处理平台实现在线扰动识别、低频振荡在线监视 和综合智能告警；智能电网还可以利用物联网的信 息采集能力和智能处理能力对电力系统运行全过程 的稳定裕度进行评估，实现智能电网运行的全面安 全预警和多维多层协调的主动安全防御。
２
广东 电 力
第 ２５ 卷
些技术与物联网技术体系存在一定的交集，为利用 物联网相关技术支撑智能电网发展提供了契机。 １．２ 物 联 网 支 撑 智 能 电 网 建 设