摘要：基于物联网的技术特点，并结合电力系统通信的特点，物联网主要的应用将集中在电力系统应急通信、配网自动化、智能电网等方面，为电网智能化管理提供较好的技术手段。本文分析了物联网在电力系统应急通信、配网通信、智能电网的应用，为下一代信息技术发展建立了信息流通道。
关键词：物联网技术；电力系统通信
物联网主要是指凭借射频识别等现代化信息设备之间的连接，进行智能化的识别与管理。随着科学技术的发展，我国的变电站、供电单位等电力系统基本实现了网络信息技术的全覆盖，根据各个地区的发展需求，建立起了相应的网络系统。想要更好的实现电力系统中的通信离不开物联网技术支持。
一、关于物联网技术
物联网的实质是利用RFID（Radio Frequency Identification，射频自动识别）、无线数据通信等技术，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。物品能够在无需人工干预的条件下，在网络里彼此进行“交流”，通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。
1.1物联网的组成架构
物联网网络的组成架构包括：用户层、应用控制层、承载网络、接入层、应用采集控制（末梢节点）层，其中承载网络由计算机网络和通信网络构成。用户层主要是为用户提供物联网应用的用户界面接口，包括如电脑、手机、客户端、传感器等用户设备。应用控制层由应用服务器及数据库服务器组成，具有汇集、转换、分析数据的功能，以及用户层呈现的适配和实践的触发等。承载网络是指通信网络，如互联网络、移动通信网络等，完成物联网接入层与应用控制层之间的信息通信功能。承载网络结构主要有端到端、环型网、树状网、交叉网等方式，联网方式可以简单分成有线和无线两种，有线方式主要包括光纤、互联网的数据线、语音通信线缆等，无线方式主要包括集群网、WiMAX（Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access，全球微波接入互操作标准）、McWill（Multi-Carrier W ireless Information Local Loop，多载波无线信息本地环路）等。末梢节点与接入层构成了物联网的信息采集和控制。接入层由接入网关和基站节点组成，末梢节点由各种类型的采集和控制模块组成，接入层负责应用末梢节点信息的组网控制和信息汇集，以及向末梢节点下发信息的转发等功能。
1.2关于物联网关键技术
物联网中的四种关键技术，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凭借射频信号能够对信息进行识别与搜集，这种非触摸式识别技术可以在恶劣环境下应用，其主要是由标识、天线和读写器构成；无线传感器网络是包括了信息搜集、传送与处理的一体化网络信息系统 ，该系统具有功耗很低、移动方便和便于铺设等优点。传感器网络技术a主要是对各类测试技术进行研究；智能技术指的是在物体中植入一套智能系统 ，赋予其特定的智能性，借助智能系统对物体的状态进行分析，并能够对相关问题进行处理；纳米技术是研究 尺寸在0.1nm- 100nm之间 材料的性质与应用，这是一种新兴的技术，主要包括了纳米化学、纳米电子学及纳米生物学等多种科目。
二、关于物联网在电力系统通信的应用
2.1物联网在应急通信的应用
基于应急通信的特点 ，比如，发生的时间和地点具有不确定性，导致无法确定指挥中心和事故地点，各类需要接入点的随机性非常大。这往往需要抢修人员到达现场后，检查现场情况，通过电话、视频回传等手段及时向调度中心及应急指挥中心报告现场情况。而物联网能使调度中心或应急指挥中心通过对电网状态信息、各种设备运行状态的智能监测，为调度中心的日常管理和应急指挥提供实时准确的数据信息。当应急情况发生时，通过物联网能够准确定位事故现场，清楚现场设备及部件、杆塔的损坏情况，以便及时调拨合适型号的设备到现场进行更换。同时，结合光纤及无线通信技术提供电话及视频通信，现场人员能够提前做好抢修准备，接受在应急指挥中心的调度及指挥，更快的对事故进行抢修，提高事故处理能力。
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2.2物联网在配网通信方面的应用
配网相对于高压输变电网，特别是1 0 k V 及以下电压等级网络具有结构复杂、电压等级多、配电设备数量多、支线多、分布广、变动频繁等特点。根据配网自动化层次要求，整个配网通信可分为通信子站、配网主站、区调分站层3 层。
(1)通信子站层：指配网FTU 、TTU 、D T U 等终端到通信子站层的通信，通信子站通常设置在1 1 0 k V 或2 2 0 k V变电站。
(2)配网主站层：指上述通信子站与配电主站之间的通信层，根据电监会二次安全防护及相关要求，该层数据承载在调度数据网中。
(3)区调分站层：该层主要是区调分站与配电主站的通信层面。该层数据量相对较大，承载在调度数据网中。
根据配网通信的特点，目前配电网通信无法用单一的通信方式实现，而主要是采用光纤通信、载波通信、租用无线公众网通信及无线宽带技术实现。物联网能较好地解决配电终端、配电主站之间的通信，可以通过把配电网的所有设备及部件连上物联网，轻松地完成配网通信任务，同时能实现配网自动化“三遥”（遥信、遥测、遥控）信息，目前采用的G P R S 、载波等通信技术由于带宽不足仅能实现“两遥”（遥信、遥测）信息。而且物联网能较好地解决配电终端数量多、变动频繁等问题。
2.3物联网在智能电网的应用
智能电网是一个具有先进技术水平的安全、可靠、高效、灵活的现代化电网。在智能电网中，各电压等级的电网协调发展，先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、控制技术和决策支持技术与电网有机融合，电网安全、可靠、高效运行，能有效满足现代“低碳社会”发展的新需要。物联网技术能够为智能电网提供较好的测量技术、通讯技术、控制技术，实现远程抄表、电网负荷节能控制、电网设备状态在线监测、事故准确定位跟踪、输电线路杆塔、线路监测（覆冰监测、温度检测）等。例如电网底层的数据包括配电房的开关、电缆沟的信息，这些信息目前无法用有效的通信方式采集，而如果通过物联网有效的联合，就可以实时地把各种各样的底层信息采集上来，使电网管理从事后处理变成事前预防，大大提高电网管理和应急的效率。
2.4社会服务及社会管理
物联网还可以应用到智能交通、工业监控、市政设施 管理、远程医疗、环境治理、数字家庭等涉及社会服务及 管理的众多领域。
2.5存在的问题
目前物联网还仅仅是应用在物流领域，而且其技术 体系尚未完善，除需要突破上述提到的四大关键技术外， 还要有地理信息系统、微型定位系统、全球定位系统等做 支撑。另外还需要制定物联网的标准和规范，统一所有物 品的编码，信息安全也是物联网技术中难点及重大课题。
结语
电力系统中的物联网，既可以作为输电通信基础网络的补充，加强输电通信网的可靠性，也可以作为配电网络主要通信方式，弥补目前公网及无线通信网络无法实现的功能，同时能作为抵御极端天气的电力应急通讯方案和通信抗灾体系的有效手段。物联网就其本身而言，代表了下一代信息技术的发展，而目前其发展正处于起步阶段，仍然面临技术完备性不足、产品成熟度低、成本偏高、规划管理、无线电频率资源合理安排及分配等诸多因素的制约，但随着各方面的共同努力，物联网将迎来美好的未来，对经济起到积极的推动作用。
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论文作者:肖强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/16
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