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电力物联网及其应用

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对电力物联网进行了分析,包括电力物联网的架构,电力物联网中的关键技术,如感知层、网络层、应用层和安全的关键技术,最后给出了电力物联网在发电环节、输电环节、变电环节、配电环节、用电环节、调度环节等的应用.

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2016{电子技术应用》智能屯网增刊

电力物联网及其应用

宋伟，杨睿，高崧

(国网冀北电力有限公司信息通信分公司，北京100053)

摘要：对电力物联网进行了分析，包括电力物联网的架构，电力物联网中的关键技术，如感知层、网络层、应用层

和安全的关键技术，最后给出了电力物联网在发电环节、输电环节、变电环节、配电环节、用电环节、调度环节等的

应用。

关键词：物联网；感知层；网络层；应用层；安全；应用

中图分类号：TN915

文献标识码：A

DOI：10．16157／j．issn．0258-7998．2016．S1．083

中文引用格式：宋伟，杨睿，高崧．电力物联网及其应用[J】．电子技术应用，2016，42(S1)：310—312，315

的协作和统一，具有明显的信息物理深度融合特征。

0引言

随着物联网的不断发展，其应用范围逐渐扩大，而

电力物联网通过多维嵌入、泛在互联、智能感知和

交互协同，实现对电力系统实体可靠、安全、高效和实时

的监测和控制；通过通信、信息、传感、控制等技术的综

合运用，实现电网的信息化、自动化和互动化，实现大电

网系统的实时感知、动态控制和信息服务。电力物联网

能够有效整合信息通信基础设施和电力系统基础设施

资源，实现信息系统与电力系统的有机融合，提高电力

系统信息化、智能化水平，甚至可通过电力物联网实现

计算、通信、未来电网、能源互联网络的一体化设计。

1．2全面深入感知

电网规模的扩大，生产运行过程中和运营管理中要求获

得的信息范围更广、信息感知的类型更多、密度更大、精

度更高，特别是大量非电量数据的获取需求增加，设备

与设备间、设备与系统间的信息传递与交互要求提高，

使得智能电网的发展对物联网技术的应用需求更加迫切。

物联网与电网关系密切，物联网是智能电网的重要

支撑技术之一。随着电网规模的扩大和智能化程度的提

升，要求获取的信息范围更广、类型更多、密度更大、精

度更高，物联网技术可全方位提高各环节信息感知的深

度和广度，有助于提升电网系统的分析、预警、自愈及灾

害防范能力。物联网的一个重要应用领域是智能电网。

现有的调度自动化、输变电状态监测、变电站智能化、配

电自动化、用电信息采集等系统，都是不同形态的物联

网应用。物联网在智能电网中具有广阔的应用前景。

1电力物联网架构

电作为物的一种表现形式，属于物的范畴，其从产

生(发电)、流动(输变配电)到消化(用电)的全过程与

物联网的概念特征完全吻合，因而，电网本身就是一张

电的物联网。而随着智能电网的发展，生产运行过程中

要求获取的信息范围更广、信息感知的类型更多、信息

感知的密度更大、信息感知的精度更高，特别是大量非

电量数据的获取需求大幅增加。是物联网在底层应用上

的内在驱动。

电力物联网的核心思路是在电力的生产、输送、消

费、管理各环节，广泛部署具有感知能力、计算能力和执

行能力的各种智能装置，基于电力信息通信网络和业务

应用平台，实现信息安全可靠传输、协同处理、统一服务

及应用集成，从而促进电网运行及企业管理全过程的全

景全息感知、互联互通及无缝链接。电力物联网总体架

构如图I所示。

因此，除了电流互感器、电压互感器、电测计量终端

等典型的电量传感装置外，用于输变电设备及线路状态

监测、电网运行环境监测、配网故障监测定位等非电量

及辅助信息的感知设备也被越来越多地部署。在传统电网的

基础上扩增电力物联网覆盖范围，广泛应用先进的、多类型

的非电量传感器，将全方位提高智能电网各个环节信息感知

的深度和广度，促进电力系统生产、输送、消费、管理全过程

信息的全面感知、智能识别和无损采集。

电力物联网是物联网与智能电网结合的产物，是智

能电网在信息通信技术领域的发展，主要有如下特点。

1。1信息物理深度融合

物联网集成了传感、计算、通信和控制技术，通过构

建动态、开放、异构、可控、可信、可扩展的网络化分布

式系统，对物理实体进行全面深入感知，对感知信息进行

广泛可靠联网，对联网信息进行融合共享应用，贯穿物理信

息从产生、流动到消化的全过程，实现信息世界与物理世界

1．3物物相连

物联网即“物物相连的互联网”，其本质在于通过传

感、识别、定位等手段将物理实体“信息化”、“数据化”，

再通过网络通信技术赋予物体与物体问互联互通能力，

即物联属性。这种网络传感、物问联动区别于以往个体

310

欢迎网上投稿www．ChinaAET．corn

《电子技术应用》2016年增刊

万方数据

201

6《电子技术应用》智能屯网增刊

图1电力物联网总体架构

自愈、单点传感、阵列传感和多传感系统，实现感知信

息、状态信息、运行参数在物体问流动共享，这是物联网

适应于工业控制和自动化系统的主要特征。

电力物联网采用智能计算、模式识别、分布式数据

库、数据挖掘等技术实现电网信息的综合分析、处理和

呈现；通过统一的数据应用服务，提供智能化的决策、控

制和服务，提升电网各业务系统间的资源协同化、效率

集约化水平，真正实现“电力流、信息流、业务流”的高

度融合。公司现阶段的运营监测中心已具备业务融合与

数据共享的雏形，输电线路状态监测数据可为调度系统

的线路动态增容提供数据支持，用电信息采集数据可为

电能质量监测分析所用。因而，以电力物联网为支点，加

速海量感知信息的多向流动，促进关键及辅助数据的共

享有序应用是智能电网的建设要求和发展趋势。

随着新一代智能变电站、无人值守变电站、配电自

动化、调控一体化、电力需求侧管理与负荷控制的不断

发展，对设备与设备间的协同联动、反馈闭环控制、重配

置和自适应能力要求越来越高，且随着电网规模的扩

大，这些设备或终端可能分散于不同的、更大的地理范

围内。电力物联网的物联属性即通过电力光纤网、电力

线载波、无线宽带专网、无线传感网等有线或无线通信

网络，实现设备与设备间、设备与系统间广域或局域的

信息传递与交互、远程协调与自治，促进电网智能化、自

动化、互动化水平的提升。

2电力物联网关键技术

物联网技术在电力行业内的应用，主要涉及如下关

键技术。

1．4数据融合共享

在物联网体系架构中，感知是基础，互联是关键，应

用是落地，数据是核心。物联网中“物”的流动信息将最

终汇聚于应用层，为各个应用系统所使用，为实现不同

的业务逻辑服务。物联网是任务导向型和应用驱动型网

络，用户关心的是其感兴趣的事件或对象的本身属性，

因而，以数据为中心实现数据融合共享是物联网在应用

模式上的重要特征。

2．1感知层关键技术

感知层主要利用各种传感识别设备实现信息的采

集、识别和汇集。结合我国电网现有特点，电力物联网涉

及的关键技术主要包括：

传感技术：是关于从自然信源获取信息，并对之进

行处理和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技

术，它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、

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