摘要：为了有效转变我国能源消耗方式，更好的实现节能减排目标，智能电网被提了出来，受到了全社会充分的重视。而智能电网的建设与发展，离不开物联网的支持。通过物联网技术的运用，可以促使电力管理水平得到显著提升，电力系统运行的可靠性、稳定性大大增强。因此，就需要深入研究物联网建设中的关键技术，推动我国电力行业的整体进步与发展。
关键词：电力；物联网建设；关键技术
中图分类号：TM73 文献标识码：A
1 引言
物联网技术可以在多种场合满足智能化电网发电、变电、输电、配电以及用电等方面获取信息的全面性、准确性以及实时性需求。在物联网技术的指导下，电网能够实现有效的态势感知，有利于规范电网管理能力。对于电力物联网技术构建，可以从感知层、网络层以及应用层入手。
2 物联网概述
物联网概念是基于多种技术发展而形成的，是各类技术集约化应用的产物，因此具有较强的技术性特征。物联网是通过图形图像识别、射频识别技术、传感器技术、全球定位、通信技术和安全防护手段共同作用组成的智能系统。其中，编码与日常生活中的编码性质具有一致性，即是对各个实体进行唯一的编码，从而体现出各个实体的独立性。物联网的编码信息涵盖了实体的产品信息、地理位置、功能信息等多样化信息；阅读器与标签是射频识别技术的重要构成，射频识别的核心在于严格依照标签中规定的数据格式规范，实现对实体信息的提取，并将其纳入整个物联网系统中。值得注意的是，这一过程并不存在人工干预，实现了实体的完全自动化识别，在识别完成之后，相应的数据也会借助于通信系统自动传送至数据处理中心。
3 电力物联网的关键技术
3.1 智能芯片
泛在电力物联网的技术应用包括三大因素，即对电力数据进行采集、传递，电力数据分析和管理以及电力信息的综合应用。泛在电力物联网的核心技术是智能芯片，当前越来越多的计量设备接入电力系统，且电力设备的运行会产生大量的数据。而目前大多数的电力数据采集设备仍然依赖于传统的工业采集设备，数据的有效性较低下、不够精确，也使得终端的智能设备程度化降低，无法实现智能判断与自适应调节能力的统一，进而影响入网和分散式管理智能化网络系统。泛在电力物联网的发展是基于电力信息的有效整合，通过对电力资源利用、电力数据的传递以及数据分析，促进终端智能化发展。
3.2 输电线路多维感知
高压输电线路容易在一些因素影响下如微风情况下，出现导线风偏、导线振动等问题，严重时会出现断股。特别需要注意，高压输电线路在强风条件还可能出现“线路强烈舞动”的问题；低温天气可能会导致高压输电线路出现结冰情况，而最容易结冰的区域是杆塔拉线。一旦区域结冰，那么随即可能就出现不平衡问题，甚至会导致杆塔出现倾斜或者倒塌情况。因此，需要在整个输电线路中设置MEMS加速度传感器节点、多功能骨干节点等，同时需要泄露电流传感器节点设置在高压杆塔上，与通信骨干节点进行组合，形成一个完整的智能电网输电线路在线监测系统，以对上述各种危害因素进行监控与预警。
3.3 安全技术
（1）加密技术。加密技术主要为电子标签RFID技术，其实质上是一种无线通信技术。当前学术界及实务界针对于RFID的研究较为丰富，包括Hash-Lock协议、分布式RFID询问–应答认证协议、Hash链协议、David的数字图书馆RFID协议、LCAP协议、随机化Hash-Lock协议和基于杂凑的ID变化协议等。（2）认证技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆认证技术是立足于电力物联网的工作实际，对于资源申请者的实际身份进行认证的过程，通过认证排除潜在的安全威胁，从而有效防范资源外泄问题，也是公认的实现分级管理的典型方法。当前应用较为广泛的认证技术主要包括口令认证、X.590认证、域认证等。（3）入侵检测与保护机制。该技术是一种“事后”防御机制，即管理者已经发现物联网中的安全威胁之后，组织一系列的防护操作。入侵检测包括网络入侵检测、基于主机的入侵检测以及基于组件的入侵检测。只有通过检测与保护手段的协同工作，才能达到理想的防护效果。
3.4 5G与LPWA
泛在电力物联网对于LPWA和5G技术的运用，将会成为重要的通信手段。第五代移动通信技术，即5G，是4G通讯设备之后的延伸，正在研究中。5G网络的运行速度为10Gb/s（相当于下载速度1.25Gb/s）。5G作为物联网发展的必要条件，很大程度上在于5G网络功能能够解决电力传输、地域等方面限制网络的问题。当前4G的人均速率为5~10Mb/s，5G的速度将提升十倍，5G网络峰值速率能达到1.2Gb/s，下载一个2GB高清电影，最快20s就可以完成，这样的带宽和网速能满足包括智能服务机器人在内的大量物联网设备的接入。因此对于电力的输送方面，泛在电力物联网的运用具有一定的实效性和效率。5G网络的主要目标是让终端用户随时随地能够实现联网状态，5G网络将来支持的设备远远不止基本的智能家庭设备如鸟巢式室内恒温器等。
4 泛在电力物联网的应用前景分析
4.1 实现清洁能源的有效消纳
当前，风能、电能在我国的能源中占比较低。受我国地理分布的特殊性限制，对于风能和光能不能实现有效利用。泛在电力物联网可以运用人工智能技术，对电、光伏进行有效的预测；并且结合具体的能源条件，对分散的新能源进行集合，形成虚拟的电厂。同时通过基础的供电效果，可以形成一定的数据模式，对于后期的电力数据资源利用以及电能的开发都有着极大的参考价值。此外对于难操作的电力环节，通过电子设备和相关身份认证，实行在线控制，以此促进人员的有效沟通，提高工作效率。总体来说，泛在电力物联网的利用，既可以实现新能源的合理利用，对能源进行均匀分配，又能实现清洁能源的有效配置，有效促进我国新能源的发展。
4.2 提升电网资产管理水平
泛在电力物联网方面的建设和发展，将打破电力市场的发展局面，促进全方位电力市场的开放，有效促进电力系统的发展，达到稳定的电力物联网的战略目标，也是国家电力物联网的趋势所向。随着电网规模的不断扩大以及电力系统的智能化发展，实现电力资产的有效整合与分配，需对资产整个过程进行有效精益化的管理。只有对电子数据和设备进行有效的分析，实现泛在电力物联网的高效运作，才能将电力资源的采购、规划、建设、运作进行全方位的操作和评估，实行一体化发展，同时，达到电力物联网整体的优化配置效果。
5 结束语
电力物联网建设过程中会涉及很多传感器、终端以及系统的研制与完善，从而为各方面数据采集提供便捷的平台，一方面降低电力物联网感知方面的成本，另一方面可以为智能电网各类数据开发及应用奠定坚实的基础。随着电力物联网技术的发展，后续研究与建设应该着力于跨专业融合，从而为电网生产、经营以及管理提供更加科学、智能的支撑。
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论文作者:王志华
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/30
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