摘  要： 隨著通信技術、網絡技術、信息技術、數據庫技術以及計算機技術的快速發展，物聯網的產生是必然的，同時智能電網的發展是現代電網發展的主要方向，引領以信息化、自動化、互動化為基本特征的新一代電力工業革命。物聯網應用在智能電網中將顯著提高電力系統信息化水平、安全性與穩定性，改善現有電力系統基礎設施的利用效率，滿足節能環保的效果。介紹了物聯網和智能電網的相關概念以及發展現狀，并提出了物聯網在智能電網中的具體應用。
關鍵詞： 物聯網；智能電網；應用

　最近幾年，“物聯網”這一名詞的提出推動了現代信息技術的發展，物聯網是通過借助射頻識別技術、紅外感應器、無線傳感器、激光掃描器以及定位技術等按照約定的協議，自動識別和感知獲取物品的標識信息，物品的自身屬性，并通過通信技術對物品的相關信息進行融合實現了所謂的物物相連的物聯網。智能電網作為物聯網應用的主要應用之一，它把各種供電和用電設備連接一體，受到廣泛的關注，各國政府和相關機構都在研究，是當今世界電力系統發展變革的方向標。物聯網作為智能電網實現的技術手段之一，可以為實現智能電網提供有力的通信技術支撐。
1 物聯網與智能電網的概念
1.1 物聯網
　隨著計算機網絡及移動通信網絡的發展，物聯網的概念正在被越來越多的人所接收。人們對它的認知還在不斷地補充和完善當中，實際上物聯網就是通過傳感器、無線射頻識別（RFID）、全球定位系統等實時采集需要監控、連接、互動的物體或過程，主要采集的信息有：聲、電、光、熱、力學、化學、位置等信息。物聯網中的“物”能夠被納入“物聯網”的范圍是因為具有接收信息的接收器；具有數據傳送通路；可以發送接收數據傳輸數據時遵循物聯網的協議；物體接入網絡時需要具有世界網絡中被識別的唯一編號。它主要是由應用層、網絡層、感知層構成。物聯網的結構如圖1所示。

1.2 智能電網
　智能電網是以物理電網為基礎，是在高速雙向通信網絡和先進數字化技術的基礎上，通過終端傳感器與客戶之間、電網公司與客戶間形成網絡互連，在電網整個系統中，智能電網實現用電的優化，節能減排和整體高效運行[1]。電能傳輸不僅要考慮到安全性、傳輸損耗、新能源電力上網、維護成本、電能調度優化、用戶管理和監測，還需要考慮到能源供給和消費不均衡帶來的遠距離傳輸問題。傳統的高壓輸變電方式顯然不能完成如此復雜的電能傳輸任務，智能電網成為低碳經濟的必然選擇。它通過信息化手段，使資源開發、轉換（發電）、輸電、配電、供電、售電及用電的電網系統的各個環節進行智能交流，充分滿足用戶對電力的需求和優化資源配置、確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性、滿足環保約束、保證電能質量、適應電力市場化發展等為目的，實現對用戶可靠、經濟、清潔、互動的電力供應和增值服務。智能電網結構如圖2所示。

2 物聯網與智能電網的發展
2.1 物聯網在中國的發展
　中國物聯網校企聯盟將物聯網定義為當下幾乎所有技術與計算機、互聯網技術的結合，實現物體與物體之間，環境以及狀態信息實時共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執行。物聯網在2011年的產業規模超過2 600億元人民幣。構成物聯網產業5個層級的支撐層、感知層、傳輸層、平臺層，以及應用層分別占物聯網產業規模的2.7%、22.0%、33.1%、37.5%和4.7%。而物聯網感知層、傳輸層參與廠商眾多，成為產業中競爭最為激烈的領域。從具體的情況來看，我國物聯網技術已經融入到了紡織、冶金、機械、石化、制藥等工業制造領域。在工業流程監控、生產鏈管理、物資供應鏈管理、產品質量監控、裝備維修、檢驗檢測、安全生產、用能管理等生產環節著重推進了物聯網的應用和發展，建立了應用協調機制，提高了工業生產效率和產品質量，實現了工業的集約化生產、企業的智能化管理和節能降耗。
2.2 智能電網在中國的發展
　我國智能電網的研究起步較晚，智能電網的建立是一個巨大的歷史性工程。目前很多復雜的智能電網項目正在進行中，但缺口仍是巨大的。對于智能電網技術的提供者來說，所面臨的推動發展的挑戰是配電網絡系統升級、配電站自動化和電力運輸、智能電網網絡和智能儀表，智能電網已成為現代電網技術發展的必由之路。智能電網是把計算機技術、通信技術、電子技術和電力設備高度集成而形成的新型電網格局，它具有提高供電可靠性和安全性、提升能源利用率、對環境的污染小、電網本身的損耗減少等多個優點。其智能性表現在：可觀測——量測、傳感技術；可控制——對觀測狀態進行控制；嵌入式自方處理技術；實時分析——從數據到信息的提升；自適應；自愈。實現電力流、信息流、業務流的高度一體化融合，是堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動的現代化電網。國家電網公司的規劃是，到2015年基本建成具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網，形成以華北、華中、華東為受端，以西北、東北電網為送端的三大同步電網，使電網的資源配置能力、經濟運行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。
3 物聯網與智能電網的融合
　物聯網是一個集感知、通信、網絡、計算控制系統為一體的數物復合型系統，物聯網發展就是基礎架構智能化的過程，需要從基礎架構學的角度進行科學、系統研究。物聯網是否成功取決于行業應用是否成功，智能電網是其中的典型代表。物聯網的感知和控制是通過通信、網絡和計算的環節集成在一起，有效的物聯網軟件中間件是其中的關鍵。物聯網軟件中間件實現嵌入式計算實時性，數據中心的高效能和終端設備的移動性的完美結合[2]。智能電網與物聯網有著非常緊密聯系的結構、特點，方法主要體現在：（1）在智能電網的廣泛應用中，促使物聯網技術與智能電網技術更好的融合，現有的調度自動化，集成控制，用電信息采集系統，是物聯網應用中的各種不同的形式；（2）物聯網技術是一種重要的智能電網技術支持，為智能電網的發展提供強大動力，全面提升智能電網信息感知的程度，分析能力、電力系統的預警災害處理能力等都得到有效提高，同時也提高了電網的安全運行水平，從電力的生產到消費各個環節的精細化管理，實現節能，高效、經濟的目的；（3）智能電網和網絡的深度整合，可以帶動物聯網以及智能電網中相關檢測設備，傳感器，通信設備的發展，從而進一步促進物聯網與智能電網的融合[3]。物聯網在智能電網中的應用如圖3所示。

4.2 在智能用電服務系統中的應用
　實現電網與用戶之間的實時交互響應，提升服務水平，增強電網綜合服務能力是智能電網服務系統的根本要求。基于物聯網技術的智能用電服務系統具有集中計量、作息時間用電分時段控制、超負荷控制、電熱負載限制、用電數據網絡實時查詢等功能，可以滿足現代公寓式辦公/商住/教學的實際用電管理需求，提供了一整套安全、高效、先進的管理手段[5]。系統具有電量、負荷、禁用電器功率的設置和用戶管理、房間配置、儲值記錄、費用統計、安全用電參數遠程批控制、免費電量遠程批控制、遠程監控、違規用電記錄管理功能。手機購電也是基于物聯網技術的服務業務，該業務的開展給用戶提供了很大的方便，提升了服務水平，實現用戶與電網的交互。
4.3 在電力設備狀態檢測中的應用
　隨著電網資產規模的擴大，設備數量的增加，技術水平的提高以及運行標準要求的日趨嚴格，對于電力設備的狀態檢測提出了更高的要求。然而傳統的電力設備狀態檢測是值班人員定期檢查各設備狀態，同時做設備的檢測試驗。這種方法對巡檢人員的要求較高，且有一定的危險性和誤判性，費事費力，效率低下，且事故率高。因此物聯網的應用可以使對電力設備的狀態檢測實現智能化。在智能電網中實現對電力設備的狀態檢測，實現可視化、信息互動化帶電檢測是在電力設備通電運行狀態下進行檢測的一種新技術[6]。利用基于物聯網的傳感技術和微電子技術對運行中的設備進行實時監測，獲取設備運行狀態的各種物理量數據，并對其進行分析處理，預測運行狀況，根據實時數據得出檢測報告。該技術作為基礎的帶電檢測相比傳統的打壓試驗有不可比擬的優勢。帶電檢測所用到的超聲波檢測儀、局部放電檢測系統、紅外熱像儀都是國外非常先進的高科技產品[7]。帶電檢測在國外經過多年的市場運作，技術成熟，設備運行穩定，得到的數據詳實可靠。通過傳感器采集到的各種相關參數經過處理后，再經過無線傳感網絡上傳到管理監控中心，可以實現對電力設備的實時在線檢測[8]。
　本文主要通過介紹了物聯網和智能電網的概念及其發展狀況，以及在智能電網中的具體應用。物聯網作為智能電網末梢信息感知層和通信層的基礎環節，在電力系統中具有廣闊的應用前景。但是也會給電網帶來一定的安全問題。由于物聯網在很多場合都需要無線傳輸，這種暴露在公開場所之中的信號很容易被竊取，也更容易被干擾，這將直接影響到應用物聯網的智能電網體系的安全[9]。隨著物聯網技術的發展，物聯網技術必將與智能電網有著更多的滲透與融合，會進一步提升未來電網的經濟效益和社會效益。
參考文獻
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