摘要：目前，能源短缺及相应的环境问题已经成为世界各国共同关注的焦点。人们对环境保护、节能减排和可持续发展的呼声越来越高。为了改善用电环境，近年来，许多国家都已经相继提出了“智能电网”的概念。智能电网是将传感器技术、信息技术、计算机技术、通讯技术、人工智能技术和原有的输、配电基础设施高度集成而形成的新型电网。它具有自愈、互动、坚强、优质等基本特点。发展智能电网，有助于提高能源利用效率，减少环境污染，促进节能减排，实现可持续发展；同时还能够保证供电的安全性与可靠性，降低输电网的电能损耗，减少用户的电费支出。可见，智能电网是我国国民经济和电力工业技术发展的必然结果。本文主要对物联网以及联网技术进行了分析，同时探讨了智能电网监控系统应用方案，以供参考。
关键词：物联网；智能电网；监控系统
引言
发展智能电网需要有利的技术支持，而物联网作为“智能信息感知末梢”，可成为推动智能电网发展的重要技术手段。物联网是通过射频识别（RFID）、无线传感器以及智能定位等技术自动识别、采集和感知获取物品的标识信息、物品自身的属性信息和周边环境信息，借助各种电子信息传输技术将物品相关信息聚合到统一的信息网络中，并利用云计算、模糊识别、数据挖掘及语义分析等各种智能计算技术对物品相关信息进行分析融合处理，最终实现对物理世界的高度认知和智能化的决策控制。
1联网技术
随着互联网技术的不断发展，物联网被应用在各行各业，在智能家居、交通、环保、安全及工业监测等多个领域发挥着重要作用。物联网又叫传感网，是利用底层RFID、红外感应器等各种信息传感设备，按约定的通信协议，将被监控对象与互联网相连接，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种综合智能网络。物联网是以数据为中心的面向应用的网络，网络的组成包括感知结点、传感网、核心承载网和信息服务系统等几大部分。系统硬件平台组成如图1所示，其中，传感网包括感知结点（数据采集、控制）和末梢网络（汇聚结点、接入网关等）；核心承载网络为物联网业务的基础通信网络；信息服务系统硬件设施主要负责信息的处理和决策支持。
物联网与传统网络的主要区别在于：物联网扩大了传统网络的通信范围，即物联网不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与物、物与物之间的通信，所以物联网的价值主要在于网，而不在于物。因此如何借助物联网技术来构建智能电网的远程监控系统是课题的研究重点。
2智能电网监控系统应用方案
智能电网的监控功能是实现其他功能的基础，实现难度较大。模块中的每个部分设备及环境各不相同，必须区别对待，根据设备重要性决定传感网络的密度及传输能力，通过对输电线路及大量设备的实时状态在线监测获取信息，提高电网安全性能和效率。
2.1监控信息
输电线路组成较为复杂，范围最广，从发电厂高压输电线到配变电站距离很长，中间分布大量的导线及杆塔，监控对象不仅包括设备，还应对整个线路上不同区域的天气状况有所了解，以针对突发事件提前做好准备。输电线路状态信息主要由温度传感器、位置传感器、振动传感器等设备采集，用以获取导线的温度及悬垂状态和杆塔的倾斜情况。配电站及变电站的设备需配备温度传感器、湿度传感器、振动传感器、电流传感器等感知设备获取电力设备的运行状态以及其附近环境信息。此外，为方便对巡查线路上的电力设备进行识别管理，该线路上的传感网络节点还要加载RFID标签。用电模块针对不同用户也应配备不同功能的智能电表，普通家庭用电安装智能双向电表即可，智能家居及大功耗用户还需配备PLC电表网关，智能电表通过传感器网络和PLC通信模块，将电表数据上传应用平台。
2.2监控系统架构
按照基于物联网技术的智能电网框架模式建立智能电网监控平台系统，可分为四大部分，如图2所示。具体内容根据智能电网监控系统要求设计。智能电网结构庞大，但系统稳定性较强，因此对通信系统的实时性没有过高的要求，采取成本较低，节能的小型无线传感器即可满足要求。传感网络节点的分布密度按照设备需求来布置，基本能满足监控系统的精度要求。在大规模的无线传感器网络中，由于每个传感器的监测范围以及可靠性都是有限的，在放置传感器节点时，有时要使传感器节点的监测范围互相交叠，以增强整个网络所采集的信息的鲁棒性和准确性，所有传感器节点将采集到的数据信息以多跳传输模型传输，利用分布式数据融合算法能避免信息冗余且节能。传感器数据信息分为数字量信息和模拟量信息，分别对应于PLC的DI接口和AI接口，PLC将数据进行运算处理后传送至通信模块，通信模块将数据信息经协议转换后打包传送到智能电网监控系统平台的数据库和服务器中，系统进行信息的统一分类、分析和处理，管理人员综合系统信息通过平台发出相关指令，按相同方式逆向传输至PLC模块，通过PLC模块控制相关设备的通断，实现对全网的实时监测和故障处理。
图2 智能电网监控系统结构图
3结语
总之，未来的智能电网建设必然产生世界上最大、最为智能、信息感知最为全面的物联网，但它的发展也面临着许多的挑战。首先要建立标准化体系，规范行业基础标准；其次要加强对核心技术研究。科技是第一生产力，必须研发出属于中国人自己的专利技术；最后，安全和个人隐私保护需要得到保障，必须深入研究面向智能电网应用的物联网接入网关，实现物联网异构系统通信协议转换、以及传感节点的安全接入，确保智能电网各个环节的安全。
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作者简介：
齐飞（1990.10.16-）；男；安徽安庆；汉；硕士；助理工程师；电网监控员；电网调控运行；国网泉州供电公司。
论文作者:齐飞
论文发表刊物:《河南电力》2018年13期
论文发表时间:2018/12/27
标签：电网论文; 智能论文; 信息论文; 传感器论文; 监控系统论文; 技术论文; 网络论文; 《河南电力》2018年13期论文;