物联网技术在电力系统通信中的应用

摘 要 物联网作为新兴的网络技术，实现了物品与网络的互联，赋予了物品以生命活力。在电子系统通信中，物联网技术主要应用在应急通信、配网通信、智能电网、社会管理及其服务等。我国要努力研发并推广物联网技术，以迎接网络化的市场经济竞争，做好网络化市场经济活动的管理工作，如此有利于加快我国社会的建设步伐。

关键词 物联网技术；电子系统；配网通信；应急通信；智能电网

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）57-0217-02

1概述

物联网意指所有物品依靠射频识别等信息传感设备实现和互联网的连接，进行智能化的识别或管理等。物联网的出现是一种思维的革命，打破了传统思路中物理基础设施与IT基础设施相互分离的状况。老式思路中一方面是公路、建筑物、机场等，另一方面是个人电脑、宽带、信息数据中心等，两方面相互分开。

在物联网时代中，由钢筋混凝土与电缆打造的建筑或设施与电子芯片、宽带网络等进行整合，形成统一的现代化基础设施。这个基础设施犹如一座新式平台，承载着生产运行、经济管理、社会生活等活动。

如今，在电厂、变电站、供电所等区域已经实现了电子信息系统的覆盖，并且已经依据不同需求创建了各种网络，例如传输型网络、综合数据型网络、调度数据型网络等，这些网络相互之间也实现了联通。未来的目标是将这些网络扩展至生活中的各种物体及其通信之中，实现全面化的物联网。

2物联网技术

物联网技术的实质就是借助射频自动识别、无线数据通信等技术，通过计算机网络技术实现物品与网络的联系以及共享，让物品脱离人工干预，自动进行网络交流，这是一种现代化物品的透明式管理。

2.1组成架构

物联网的网络主要由用户层、应用控制层、承载网络、接入层、应用采集控制层等构成，这其中计算机网络与通信网络一并构成了承载网络。

用户层主要是指为用户所提供的物联网应用界面接口，主要包含计算机、客户端、手机、传感器等各类用户设备。应用控制层是由数据库服务器与应用服务器所构成，具有搜集数据、转换数据、分析数据等一系列作用，同时实现用户层的适配与实践等触发工作。承载网络又为通信网络，比如移动通信网络、互联网络等等，担负着物联网接入层和应用控制层的信息通信作用。承载网络主要包括端至端网络、树状网络、环形网络、交叉式网络等，其联网形式通常分为无线与有线两种，无线联网主要有集群网、全球微波接入互操作网、多载波无线信息本地环路网等；有线联网主要有互联网数据线、光纤、语音通信线缆等。接入层和末梢节点一并组成了物联网搜集信息与控制信息的系统，接入层包括基站节点与接入网关，而末梢节点包括控制模块与多种搜集模块，接入层担负着借助末梢节点信息来搜集信息与控制组网的作用，并及时通过末梢节点往下传送或转发信息。

2.2关键技术

国际电联报告中点明了物联网的四项关键技术，即标识事物的RFID射频识别技术、感知事物的传感网络技术、思考事物的智能技术、微缩事物的纳米技术。

REID借助射频信号可以自动来识别并搜集信息，是一种在恶劣环境下的非接触式自动识别技术，其主要有三方面构成，即标识，读写器、天线。标识是由芯片和耦合元件制成，具有着唯一性电子编码，附着在物体上来识别目标；读写器是一种读取或写入的标识信息型仪器；天线负责传递标识与读写器之间的射频信号。RFID技术通常涉及RFID反碰撞防冲突、RFID天线、适宜的工作频率、隐私安全等研究工作。

无线传感器网络是包括搜集信息、传送信息、处理信息的一体化网络信息系统，其具有功耗很低、适宜移动、便于铺设等很多优势。传感器网络技术主要研究各类测试技术，尤其是网络化测控技术，此外，还研究智能化传感器的网络节点、组织结构、底层协议等。传感器网络技术正不断改善自我检测及控制技术，日益安全可靠。

智能技术意指在物体中植入智能系统，赋予物体一定的智能性，并借助智能系统来分析物体的各种状况，及时进行有关处理工作。智能技术主要研究计算机的智能化理论、人工智能、智能化控制系统与技术、智能信号的处理等一系列工作。纳米技术是一种研究0.1nm至100nm材料性质与应用的新兴技术，具体包括纳米化学、纳米电子学、纳米生物学、纳米力学等众多科目。

3物联网技术在电力系统通信中的应用

根据物联网的技术特征，同时结合电力系统通信的特征，物联网主要运用在电子系统通信中的应急通信、配网自动化、智能电网等方面，物联网为电网实现智能化提供了很好的技术保障。

3.1应急通信

应急通信是随机出现的，在地点与时间方面具有不确定性，因此增大了指挥中心与事故地点联系的难度。通常要抢险人员赶赴现场后，检查并搜集现场信息，然后要借助视频或音频等向指挥中心传回现场报告，如此会增加抢险的耗时。

物联网的出现与应用，为指挥中心或调度中心开展工作时提供了很大的便捷度，通过物联网可以对电网状态信息或各类设备运行状况进行智能化检测，一旦发生紧急状况时，物联网可以及时为指挥中心传送准确的数据信息，准确定位事故现场，同时查明了现场的事故状况，有利于应急人员提前备好所需设备到现场即刻展开修理或是更换零件等工作，进而提高了处理事故的效率与能力。

3.2配网通信

配网是相对于高压输变电网而言的，尤其是在10kV等级之下的电压网络具有配电设备量较多、电压等级较多、结构较为复杂、支线较多、分布较广、变动频繁等特性。按照配网的自动化等级可以分为通信子站、配网主站、区调分站共三层。

通信子站层意指配网FTU、TTU、DTU等终端与通信子站层的通信，通信子站一般配置220kV或是110kV的变电站。

配网主站层意指通信子站和配电主站两者之间的通信层，依据电力监控协会第二次关于安全防护的有关规定，此层数据承载着调度数据网之中。

区调分站层意指区调分站和配电主站两者间的通信层面，此层数据量比较多，承载着调度数据网之中。

分析配网通信的特性得知，当前配网主要通过载波通信、光纤通信、无线宽带技术与租用无线公网等来运行的。这其中的载波通信与无线公网的安全性较低，光纤专网主要是覆盖110kV变电站，因为配网经常变动，不适于光纤网络。光纤的施工难度较高，难于灵活变动，会增加施工成本。无线宽带技术可以能够配电网的补充成分，然而一些无线网络会受到天气或是路径的反射干扰，在使用中也有一定的局限性。

物联网可以合理解决配电网中的终端与通信问题，仅需将配电网中的设备及其附件联通互联网，便可以完成配网的通信工作，并且可以实现配网的遥信、遥测、遥控等自动化技术。由此可见，物联网可以很好的处理配电终端较多且经常变动的问题。

3.3智能电网

智能电网作为一种安全度较高、可靠灵活的新型电网，满足了当今社会的低碳发展需求。智能电网中的通讯技术、传感测量技术、信息技术、决策支持技术、控制技术等可以与电网的有机结合，实现安全且高效的运行。智能电网的应用符合当今社会关于低碳发展的要求，是值得大力推广的新型技术。

物联网技术运用于智能电网中，可以补充或增强其测量技术、控制技术、通讯技术、节能控制、远程抄表技术、监测设备状态、电网负荷节能控制技术、电网设备状态在线监测技术、相关事故精确定位跟踪、温度监测技术、覆冰监测技术、输电线路杆塔等一系列技术手段。比如，电网底层的数据含有电缆沟信息、配电房开关等，这些数据难于通过通信方式被有效搜集，然而，借助物联网可以将各类底层信息实时搜集并整合，提高了管理效率与应急的灵敏度，实现了电力事故的有效事后处理或是事前预防。

3.4社会服务与社会管理

除了上述几方面之外，物联网还可以被运用于工业监管、市政设施管理、智能化交通、远程医疗护理、环境保护治理、数字化家庭等众多有关社会服务与社会管理的领域，全面的丰富了我们的生活。

3.5物联网的不足

物联网还处于发展完善阶段，因此还需要一段长期的研发与改善，尤其是要做好上述的四项关键技术，除此之外，还要以全球定位系统、地理信息系统、微型行为系统等作为补充。物联网需要有合理的规范来指导，标准的流程来运作，所以统一物品编码与提高信息安全也是物联网技术需要解决的两大难题。

4应用展望

物联网被应用于电力系统中，不仅能够改善输电通信基础网络，提高其输电通信网络的稳定性与可靠度，而且其作为配电网络的重要通信途径，能够补充当今公网与无线网络一些难以实现的功能，与此同时，物联网能够抵御恶劣气候时电力应急状况，增强抗灾抗险的通信体系，物联网可以说是未来信息技术发展的重要手段。

目前，物联网正处于起步阶段，技术当中还有很多不完备的地方，比如开发与运行成本较高、管理与规划工作不够完善、相关资源安排欠缺合理性等，这些都是制约物联网普及与进步的阻碍，因此需要多方面的协同努力，一并做好物联网的研发与推广工作，相信未来的物联网会成为我国经济发展的重要推动力。

参考文献

[1]高远，杨小刚.倪航.物联网技术的在电子商务网站中的应用[J].科技致富向导，2011(7).

[2]彭瑜.物联网技术的发展及其工业应用方向[J].自动化仪表，2011(1).

[3]王春新，杨洪，王焕娟，张君艳.物联网技术在输变电设备管理中的应用[J].电力系统通信，2011(5).

[4]付蓉，郭前岗，王保云.智能电网领域的物联网技术应用展望[J].中国高等学校电力系统及其自动化专业委员会，2010.

[5]李娜，陈晰，吴帆，李祥珍.面向智能电网的物联网信息聚合技术[J].信息通信技术，2010(2).

[6]王晔，曹承属.基于物联网技术的智能电网在超高层建筑及超高层建筑群中的应用[J].现代建筑电气，2010(8).

[7]王天根，金跃跃，朱文和.基于物联网技术创建电网应急物资的新型管理模式[J].物流技术，2010(10).

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