物联网技术在电力输配电系统中的研究与应用 何艳飞

发表时间：2019-10-30T15:16:33.723Z 来源：《云南电业》2019年5期 作者： 何艳飞 许晓东 祝春环 张菲

[导读] 本文就物联网的概念、电力物联网建设中的关键技术和其在电力输配电系统中的应用进行了一定的探讨。（国网伊犁供电公司 新疆伊宁市 835000）

摘要：配电网与用户直接相连，对客户的影响最直接，客户的服务体验感受也最强烈，另一方面，配电网电压等级较低，建设工期短、单个设备影响范围小，比较适于新技术、新设备的试点与快速推广。因此，配电网是在电力物联网建设中，极为关键且能够快速见效的重要组成。电力物联网与智能电网在配电领域深度融合的产物—配电物联网，将是能源革命和数字革命融合发展趋势的积极响应。本文就物联网的概念、电力物联网建设中的关键技术和其在电力输配电系统中的应用进行了一定的探讨。 关键词：物联网技术；电力；输配电系统；研究；应用

1 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。 2 物联网技术在电力输配电系统中的应用 2.1 提升企业经营绩效

1）规划系统科学与投资精准高效

兼顾可靠性、可行性、经济性和前瞻性需求，充分利用“边”与“端”全息感知数据，结合区域网架结构、设施设备现状、配网薄弱环节、用电规模、负荷分布等信息，考虑区域内用电用户特征、经济发展状况、环境地貌、分布式电源等情况，在云端智能制定具有灵活性和经济性的配电网规划方案和投资方案，实现配电网的科学规划与精准投资。 2）资产精益管理与设备全寿命管控

基于统一的配电设备资产信息模型，涵盖设备参数、缺陷记录、隐患记录、故障记录、巡检记录等信息数据，实现全寿命核心价值链。通过高水平本地通信、实物 ID、地理信息系统、智能传感等实用技术，实现配电设备资产检测、运行缺陷信息全环节集成共享，从源头提升设备质量和物资运营能力，提高配电网生产管理系统的深度、广度和精度，助推资产精益化管理水平提升。 2.2 提升客户服务水平

1）供电方案优化与用电可视化

依托配电物联网，通过中低压配电网全息感知，开展基于配网及设备承载能力的可开放容量综合计算，同时综合考虑客户用电需求及增长趋势、主配网规划计划、设备通道路径造价等，为客户提供最优供电方案，利用基于配电物联网的各类APP微应用，实现用电客户接入的线上全景展示和交互。

2）停电准确定位与精准透明发布 利用各类智能终端和边缘计算，为用户提供末端配网事件处理服务，监视并主动发现用户用电异常，制定解决方案并提供处理服务；同时结合智能感知的停复电事件，“云”端自动识别停电影响范围及重要敏感用户，自动生成结构化停电信息并通过短信或微信等手段，点对点精准推送至用电客户，全面提升客户的用电体验和互动感知。 2.3 构建智慧能源服务平台

1）能源平台构建与综合服务拓展

依托配电物联网的平台和通道，在供电、供气、供冷、供热等各种能源供应系统的规划、设计、建设和运行的过程中，以电力系统和电能量为核心，对各类能源的分配、转化、存储、消费等环节进行有机协调与优化，实现用户需求、负荷预测、设备管理、信息化管理、配电运维、需求响应，提供有效的决策支撑服务，支撑供能多元化、服务多元化、用能方式多元化的客户需求。 2）新能源灵活消纳与运行智能控制

满足用户在中、低压配网光伏新能源大量、快速、安全接入，协助用户对电源的管理，优化设备工作性能，形成符合用户用能方式的新能源工作策略，同时实现配网双向潮流有序化和谐波治理，对系统运行方式的灵活调节，依据云端分析，采用定功率因数控制、下垂控制、紧急无功控制、定有功无功控制等典型控制策略完成电源输出功率实时控制，并监视、削减谐波影响。同时，有效配合配网故障处理和日常检修，构建满足高新能源渗透率的配网中、低压物联系统。 3 电力物联网安全防护技术 3.1 安全防护的基本目标

电力物联网安全防护的目标是着眼于电力物联网可能存在的安全风险，为了维护电力企业的正常运转，保障电力企业的合法利益，进而采取一系列防护措施，以达到防止网络瘫痪、系统破坏、数据丢失、信息泄密、病毒感染、有害信息传播的理想效果，在安全稳定的状态下最大程度发挥电力物联网对于电力企业发展的推动能力。 3.2 安全体系架构安全管理的重点

在于保护电力企业的数据、基础设施、策略等不受外来因素的破坏，并通过一系列的规章制度加以制度化管理。事实上，针对于电力物联网复杂的安全状况，如果仅仅依靠技术手段是很难完全实现理想的防护效果的，必须重视管理的导向性作用。网络通信安全是对承载物联网运转的网络和通信软硬件及其系统中的数据防护，避免网络通信设备陷入中断甚至瘫痪状态。介质安全对于电力物联网安全具有基础性的影响，其核心目标在于确保物联网中基础设施、通信设备等硬件介质不因人为破坏、操作疏忽以及自然灾害等多样化原因而受到干扰。软环境安全是保证业务流执行中的数据认证、访问和授权管理、身份鉴别、业务审计等操作的安全性。应急处理则是针对于电力物联

网的紧急状态，所提前制定的一系列工作手段。 3.3 具体技术 3.3.1 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。

3.3.2 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。 结束语

总而言之，随着人工智能水平的提升以及物联网的发展，电力物联网方面的有效利用，其实是实现电力数据的增值服务。电力物联网的发展是基于电力系统，通过通信网、人工智能、云平台等技术手段，实现能源的合理配置，以实现电网的经济安全运行。同时，要对电力系统实行开放政策，促进电能供需交易的运转。还要对电力资源的配置和运作进行有效的管理和评估，促进电力物联网健康发展。 参考文献：

[1]周金龙.基于光纤无线融合技术的城市电网健康在线测控系统[J].电气工程应用，2017（02）：15-18.

[2]曹扬，魏畅.基于效用函数的电力物联网异构网络接入QoS保障方法[J].南方能源建设，2017，4（01）：87-91. [3]王金昌.电力行业物联网能量均衡路由算法研究[J].中国新通信，2017，19（06）：47.

[4]陈文康，赵光俊，王汝英.基于B/S结构的电力物联网应用软件开发[J].电子设计工程，2016，24（22）：33-35. [5]谢美豪.基于 EPON 技术的电力物联网建设路径分析[J].无线互联科技，2018，4（11）：55-56.