物联网在智能电网领域的应用

物联网在智能电网领域的应用

引言

近年来，随着坚强智能电网概念的提出，许多与智能电网相融合的新技术也不断被提出，其中一个很典型的例子,就是面向智能电网（SmartGrid）的物联网（InternetofThings）技术的问世。智能电网与物联网的融合作为一种具有极高战略意义的新型产业技术，被世界各国高度重视，我国也对其极其重视，将物联网、智能电网列为国家战略，并全面部署了众多重

大科技项目、示范工程的建设。

一、物联网与智能电网

1.1.1物联网的概念与特征

根据欧盟第7框架下RFID和物联网研究项目组在2009年9月15日发布的研究报告定义：物联网是未来互联网的一个组成部分，可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协议。且具有自配置能力的、动态的全球网络基础架构。物联网中的"物"都有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口实现与信息网络的无缝整合。

该组织的主要研究目的是便于欧洲内部不同RFID和物联网项目之间的组网；协调包括RFID的物联网研究活动；对专业技术平衡，以使得研究效果最大化；在项目之间简历协同机制。

物联网的核心是物与物以及人与物之间的信息通信。故而物联网的基本特征可概括以下三点：

（1）可感知。通过射频识别（RFID）、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术对物体进行实时信息收集和获取。

（2）可互联。先将物体接入信息网络，再借助各种通信网络（如因特网等），可靠地进行信息实时通信和共享。

（3）智能化。通过各种智能计算技术，对获取的海量数据信息进行分析和处理，从而实现智能化决策和控制。

1.1.2物联网在中国的发展

目前，我国已成为世界制造业中心，信息技术发展迅速，物联网技术研究已迫在眉睫．物联网可划分为一个由感知层、网络层和应用层组成的3层体系。全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的核心能力。全面感知是指利用RFID、二维码、GPS、摄像头、传感器、传感器网络等感知、捕获、测量的技术手段随时随地对物体进行信息采集和获取。可靠传送是指通过各种通信网络与互联网的融合，将物体接入信息网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享。智能处理是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的跨地域、跨行业、跨部门的数据和信息进行分析处理，提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力，实现智能化的决策和控制。

1.1.3物联网未来的发展趋势

物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”，是继通信网之后的另一个万亿级市场。

业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开

展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。

此外，普及以后，用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照对物联网的需求，需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。

物联拥有业界最完整的专业物联产品系列，覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。构建了“质量好、技术优、专业性强，成本低，满足客户需求”的综合优势，持续为客户提供有竞争力的产品和服务。物联网产业是当今世界经济和科技发展的战略制高点之一，据了解，2011年，全国物联网产业规模超过了2500亿元，预计2015年将超过5000亿元。

1.2.1智能电网的概念与特征

通过信息化手段，使能源资源开发、转换(发电)、输电、配电、供电、售电及用电的电网系统的各个环节，进行智能交流，实现精确供电、互补供电、提高能源利用率、供电安全，节省用电成本的目标。这样的电力网络，称为智能电网。

根据美国能源局现代电网发展报告，目前的论述普遍智能电网的七大特征：

1)具有自我修复的能力(自愈性)

2)激发用户主动参与电网的运作(激励性)

3)抵御袭击(安全性)

4)提供高质量的电能，减少停电损失(高质量)

5)能够容纳各种发电和蓄电形式(新能源参与)

6)繁荣电力市场

7)优化设备运行，降低电网运行费用

通过IT创建开放的系统和建立共享信息模式的基础，整合系统中的数据，可以优化电网的运行和管理，让电网更智能，从物联网的三个层次提高电网的可靠性、管理效率和服务水平。

1.2.2智能电网在中国的发展

我国的智能电网研究起步相对较晚，从大电网和中低压电网2个角度同时切入，已经完全成熟并产业化的成果相对较少。但在很多方面的研究成果已经为发展智能电网奠定了一定的基础。

2009年国家电网投资达3500亿元，重点仍然在于特、超高压电网以及跨区送电工程。2009年起，国家电网，3～5年，投入五六百亿元，60-80%投往远程控制、交互智能等我国电网的建设现状中有两个突出矛盾：

a．伴随着我国社会经济的快速发展，电力消费增长十分迅速，满足电力需求的任务繁重。

b．我国能源资源分布和经济发展的极不平衡，同时现有电网网架结构不够坚强，制约经

济发展的影响很大。

考虑我国电网建设的现状，在建设中国特色的电网生产中，应该参考欧美国家的经验，制定出切实可行的路线和方案建设坚强的智能电网。

1.2.3未来智能电网所需技术

在以“未来电网及电网技术发展预测和对策”为主题的香山科学会议第436次研讨会上，专家们认为，从现在起到2050年，将是我国电网向智能化转型的过渡期，而能否在高效率、安全性和可持续发展方面经受住挑战，则有赖于储能、输电、调度配置等相关技术取得重大突破。

为了实现能源的可持续开发、提高系统的稳定性和能源利用效率，智能电网迫切地需要和物联网技术紧密的结合。

二、物联网技术在智能电网领域应用大有可为

智能电网主要是通过终端传感器在客户之间、客户和电网公司之间形成即时连接的网络互动，实现数据读取的实时、高速、双向的效果，从而整体提高电网的综合效率。国家电网公司智能电网实现电力流、信息流、业务流高度一体化的前提，在于信息的无损采集、流畅传输、有序应用。各个层级的通信支撑体系是坚强智能电网信息运转的有效载体。通过充分利用坚强智能电网多元、海量信息的潜在价值，可服务于坚强智能电网生产流程的精细化管理和标准化建设，提高电网调度的智能化和科学决策水平，提升电力系统运行的安全性和经济性。

智能电网的核心在于，构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统，可对电网与客户用电信息进行实时监控和采集，且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户，实现对电能的最优配置与利用，提高电网运行的可靠性和能源利用效率。智能电网的本质是能源替代和兼容利用，它需要在开放的系统和共享信息模式的基础上，整合系统中的数据，优化电网的运行和管理。

面向智能电网的物联网从技术方案的角度来讲，网络功能仍集中于数据的采集、传输、处理三个方面：一是数据采集倾向于更多新型业务。由于宽带接入技术的支持，物联网应用不局限于数据量的限制，在未来的大规模应用中可以提供更多的数据类型业务，如重点输电线路监测防护、大规模实时双向用电信息采集。二是网内协作模式的数据传输。以网内节点的协作互助为基本方式，解决数据传输问题。以各种成熟的接入技术为物理层基础，从MAC 层以上，通过多模式接入、自组织的路由寻址方式、传输控制、拥塞避免等技术实现节点协作数据传输模式。三是网内数据融合处理技术。物联网不仅仅是一个向用户提供物理世界信息的传输工具，同时还在网络内部对节点采集数据进行融合处理，是一个具有高度计算能力和处理能力的云计算信息加工厂，用户端得到的数据是经过大量融合处理的非原始数据。

物联网作为智能电网末梢信息感知不可或缺的基础环节，在电力系统中具有广阔的应用