前言：近年來(lái)鲸嫁，隨著電力負(fù)荷的快速增長(zhǎng)帜蘑，間歇性電源的高比例接入畴瓜，全球極端天氣加劇等問(wèn)題的增多啃碗，傳統(tǒng)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行已受到巨大挑戰(zhàn)。面對(duì)如此情況愕匪，發(fā)展更加智能的電網(wǎng)盐儿，將先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)電網(wǎng)涮较，解決源側(cè)稠鼻、網(wǎng)側(cè)和荷側(cè)三方面的重難點(diǎn)問(wèn)題將成為未來(lái)電網(wǎng)建設(shè)的主要任務(wù)與挑戰(zhàn)。

智能電網(wǎng)由美國(guó)首先提出狂票，美國(guó)電科院于 2000年前后提出了 Intelli-Grid 的概念候齿，認(rèn)為這是未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的態(tài)勢(shì)和解決 21 世紀(jì)電網(wǎng)面臨的各種問(wèn)題的途徑。智能電網(wǎng)具有自愈闺属、互動(dòng)慌盯、優(yōu)化、兼容掂器、集成的特征亚皂。智能電網(wǎng)建設(shè)涉及面廣，面臨的問(wèn)題較多国瓮，完全依靠傳統(tǒng)技術(shù)很難滿足其需求灭必，因此更需要云、大乃摹、物禁漓、移、智等新興技術(shù)支撐踪觉。由此能源互聯(lián)網(wǎng)的概念應(yīng)運(yùn)而生泳寥，成為智能電網(wǎng)更開闊的發(fā)展空間。

國(guó)家電網(wǎng)公司早前發(fā)布的《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)白皮書 2019》撕第，將泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)分為兩個(gè)階段疹神，重點(diǎn)構(gòu)建能源生態(tài)、迭代打造企業(yè)中臺(tái)锌筝、協(xié)同推進(jìn)智慧物聯(lián)墙弛、同步推進(jìn)管理優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)到 2024 年建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)法铝。并提出了《配電物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展白皮書》降井，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)和配電網(wǎng)的融合，對(duì)配電物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的規(guī)募栋福化工程應(yīng)用和場(chǎng)景進(jìn)行推廣隘吆。

目前，在眾多實(shí)施的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目中，嘉興烏鎮(zhèn)電力物聯(lián)網(wǎng)作為重點(diǎn)園區(qū)級(jí)綜合示范項(xiàng)目晕石，實(shí)現(xiàn)了智慧路燈桦陨、電動(dòng)汽車智慧車聯(lián)網(wǎng)、全感知配電房等多種場(chǎng)景的應(yīng)用据途，建立了全景智慧用電平臺(tái)绞愚，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。江蘇無(wú)錫作為國(guó)內(nèi)唯一的國(guó)家級(jí)物聯(lián)網(wǎng)示范城市颖医，系統(tǒng)規(guī)劃了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展位衩，促進(jìn)以物聯(lián)網(wǎng)為龍頭的新一代信息技術(shù)與工業(yè)、經(jīng)濟(jì)熔萧、城市治理深度融合糖驴，形成一系列“讓城市生活更美好”的智慧解決方案和運(yùn)營(yíng)管理模式。

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用

目前電網(wǎng)經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)已經(jīng)聯(lián)系到千家萬(wàn)戶的每一臺(tái)電器佛致，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)已然非常具備贮缕。建設(shè)智能電網(wǎng)需要在現(xiàn)有電網(wǎng)上增加傳感測(cè)量技術(shù)、集成通信技術(shù)和高級(jí)控制方法俺榆，而物聯(lián)網(wǎng)本身就是這三者的有機(jī)結(jié)合感昼，因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以和智能電網(wǎng)高度融合，二者相輔相成罐脊。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)傳感器技術(shù)抑诸、通信技術(shù)、云/邊緣計(jì)算技術(shù)等的支持在電網(wǎng)運(yùn)行中的不同應(yīng)用状萤。

源-網(wǎng)-荷通信方式

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電源側(cè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在傳感器應(yīng)用及對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。對(duì)于傳統(tǒng)電源方面洽灿，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以應(yīng)用于對(duì) 發(fā)電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷撒肉，設(shè)計(jì)發(fā)電設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠檢測(cè)發(fā)電機(jī)組的實(shí)時(shí)情況盆述， 并根據(jù)機(jī)組的異常情況查找故障原因实腹。

源側(cè)：對(duì)于分布式電源方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對(duì)風(fēng)能霜铸、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)滥诀，從而使新能源更好的并網(wǎng)接入和運(yùn)行。在光伏發(fā)電方面可以實(shí)現(xiàn)對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)的光伏系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制灌大。除了可以實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)婴可，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏系統(tǒng)中最大功率點(diǎn)的跟蹤。在風(fēng)能發(fā)電方面死唇，由于風(fēng)電場(chǎng)具有單機(jī)數(shù)目大蠕祟、分布地區(qū)廣且大的特點(diǎn)，因此需要長(zhǎng)時(shí)間頻繁維護(hù)。若將物聯(lián) 網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)組網(wǎng)径密，則可以大大降低其運(yùn)營(yíng)維護(hù)的成本午阵。

網(wǎng)側(cè)：傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸電側(cè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)輸電線路狀態(tài)的監(jiān)測(cè)及線路安全檢修管控，其中通信一般依靠專用通信網(wǎng)(光纖網(wǎng)絡(luò))或通用分組無(wú)線服務(wù)(General Packet Radio Service, GPRS)網(wǎng)絡(luò)享扔。物聯(lián)網(wǎng)在輸電側(cè)的應(yīng)用可以解決目前監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高底桂、數(shù)據(jù)傳輸率低等問(wèn)題，從而提高輸電效率惧眠。

荷側(cè)：物聯(lián)網(wǎng)在負(fù)荷側(cè)的應(yīng)用最顯著是低壓抄表方式 的轉(zhuǎn)變籽懦，除此之外，物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)在用電安全管理锉试、用電安全方面的應(yīng)用猫十，進(jìn)一步推動(dòng)了智能家居、 智能建筑方面的發(fā)展呆盖。

電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)的重要組成部分拖云，三者是各類應(yīng)用環(huán)節(jié)的技術(shù)基礎(chǔ)，為物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的傳輸作了重要支持应又。傳感器作為數(shù)據(jù)獲取的源頭宙项，通信技術(shù)組成了數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，邊緣計(jì)算提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度定岳，云計(jì)算是數(shù)據(jù)處理和管理的平臺(tái)，從而使海量的電力數(shù)據(jù)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中變得更加可靠袭仲、更加高效，最終實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用箭基。在此我們重點(diǎn)分析一下傳感技術(shù)盘称。

傳統(tǒng)傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息芭甚，并按一定規(guī)律變換后輸出兔阿，典型的器件有電阻應(yīng)變式傳感器少煮、電荷耦合器件蜕逾、霍爾傳感器等。隨著傳感器不斷發(fā)展竿丙，具有信息處理功能的智能傳感器占據(jù)較大的應(yīng)用空間，智能傳感器也是物聯(lián)網(wǎng)獲取外界信息的重要途徑软能。目前挠羔，小微智能傳感器是傳統(tǒng)傳感器的發(fā)展方向，小微智能傳感器是傳統(tǒng)傳感器與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物破加，也稱為巨磁阻傳感器(Giant MagnetoResistance, GMR)俱恶，具有采集范舀、處理合是、交換信息的能力，因其具有的特低功率聪全、便于安裝、抗干擾等特點(diǎn)使智能電網(wǎng)透明化運(yùn)行成為可能辅辩。例如將小微智能傳感器應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的感知層，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)測(cè)量和收集墩倔，進(jìn)一步拓展傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用范圍涂颠。小微智能傳感器作為透明電網(wǎng)最重要的單元摇皿，仍存在電壓測(cè)量俗齿、功率較大等問(wèn)題泳嵌，其未來(lái)將要突破的瓶頸是自行實(shí)現(xiàn)能量的補(bǔ)給以及電壓測(cè)量的問(wèn)題圆滓。

除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用還有無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)膊抄，它通過(guò)節(jié)點(diǎn)內(nèi)置傳感器進(jìn)行采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中的目標(biāo)信息。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有自組織性膛逞、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)清腌，它能為物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)傳感、互通和驅(qū)動(dòng)的高性能竖习。但無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)也存在一定的缺陷，首先不同應(yīng)用場(chǎng)合下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和協(xié)議不同碱茁，需要設(shè)計(jì)相同的標(biāo)準(zhǔn)接入到電力通信網(wǎng)裸卫；其次無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在電網(wǎng)中會(huì)受到電磁干擾，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集和傳輸過(guò)程中出現(xiàn)失誤纽竣，需要完成電磁兼容的可行性設(shè)計(jì)墓贿；最后無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要持續(xù)的能量供應(yīng)，若將小微智能傳感器與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合蜓氨，從中可以挖掘小微智能傳感器在智能電網(wǎng)中可能的應(yīng)用點(diǎn)聋袋。目前，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始逐步應(yīng)用于智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)收集的場(chǎng)景中，如無(wú)線自動(dòng)抄表幽勒、遠(yuǎn)程系統(tǒng)監(jiān)控嗜侮、設(shè)備故障診斷等。

智能電網(wǎng)的發(fā)展愿景——透明配電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

透明配電網(wǎng)：透明電網(wǎng)通過(guò)各種“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的綜合運(yùn)用啥容，使電網(wǎng)運(yùn)行透明可觀可測(cè)锈颗。區(qū)別于運(yùn)行數(shù)據(jù)少和設(shè)備狀態(tài)不可見的傳統(tǒng)配電網(wǎng)，透明配電網(wǎng)是近年來(lái)伴隨著數(shù)據(jù)采集咪惠、數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)分析技術(shù)在配電網(wǎng)深度應(yīng)用而出現(xiàn)的一種新的配電網(wǎng)形態(tài)击吱。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是構(gòu)成透明配電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)，能為透明配電網(wǎng)提供有力的技術(shù)支持馁胁。透明配電網(wǎng)以全面的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)帖与，為了實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的透明化，要求數(shù)據(jù)全面且數(shù)量足夠多架看，而傳統(tǒng)的測(cè)量裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的測(cè)量和實(shí)時(shí)傳送，此時(shí)物聯(lián)網(wǎng)便可以發(fā)揮其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)辉召。傳感器技術(shù)可以解決透明配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的需求允由，實(shí)時(shí)采集海量數(shù)據(jù)影虫，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)透明谒只。通信技術(shù)例如 LORA、NB-IOT可以解決透明配電網(wǎng)的通信需求跛农，可以實(shí)時(shí)傳輸可靠的數(shù)據(jù)橡吗，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的狀態(tài)透明。云/邊緣計(jì)算可以解決透明配電網(wǎng)海量數(shù)據(jù)處理的需求沼币，快速處理上傳海量數(shù)據(jù)胶见，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的態(tài)勢(shì)透明。因此呛谜，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展將使配電網(wǎng)透明化成為可能在跳。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)：其實(shí)質(zhì)與透明電網(wǎng)特別是透明配電網(wǎng)的內(nèi)涵高度吻合，即圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)隐岛，充分應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)猫妙、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)通信技術(shù)聚凹，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬(wàn)物互聯(lián)割坠、人機(jī)交互，具有狀態(tài)全面感知妒牙、信息高效處理彼哼、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)对妄。傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)采用的是分層體系，分為感知層敢朱、網(wǎng)絡(luò)層剪菱、應(yīng)用層三層，對(duì)應(yīng)的層次特征分別是全面感知蔫饰、可靠傳遞陈谜、智能處理。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用的體現(xiàn)喇暴，可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層倍熄、平臺(tái)層户寺、應(yīng)用層這四層結(jié)構(gòu)。

感知層通過(guò)傳感器技術(shù)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和處理混检，利用邊緣計(jì)算處理一些區(qū)域化的計(jì)算任務(wù)抢督，從而減輕平臺(tái)層服務(wù)器的計(jì)算壓力写并，提升實(shí)時(shí)性和建立統(tǒng)一的終端操作系統(tǒng)是未來(lái)感知層的發(fā)展方向。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)對(duì)感知層和平臺(tái)層之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸于嚼，利用多種通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸與靈活調(diào)度，提高信息的傳輸速度和流量处监，電力載波通信技術(shù)和 5G 技術(shù)是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)層的發(fā)展方向渺蒿。平臺(tái)層通過(guò)云計(jì)算技術(shù)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)高效處理和物聯(lián)管理彪薛，是實(shí)現(xiàn)高級(jí)應(yīng)用的基礎(chǔ)茂装，提高協(xié)同計(jì)算與實(shí)時(shí)響應(yīng)能力是未來(lái)平臺(tái)層的發(fā)展方向善延。應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、經(jīng)營(yíng)管理和相關(guān)的用能服務(wù)易遣，如微網(wǎng)運(yùn)行管理彼妻、電動(dòng)汽車的運(yùn)營(yíng)管理、園區(qū)能源管理等训挡，跨專業(yè)的物聯(lián)管理是未來(lái)應(yīng)用層的發(fā)展方向。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)為大數(shù)據(jù)與人工智能在能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)澜薄。

總之为肮，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將電力系統(tǒng)的各個(gè)元素緊密地肤京、有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)果喊，不斷促進(jìn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化腿逞、信息化和智能化实朗。傳感器技術(shù)、通信技術(shù)與云/邊緣計(jì)算技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在電力系統(tǒng)源側(cè)汤钻、網(wǎng)側(cè)和荷側(cè)三方面的深化應(yīng)用和擴(kuò)大影響，推動(dòng)了電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面可觀可測(cè)荡唾、可調(diào)可控。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和突破矩允，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)具有巨大的應(yīng)用空間糯驯。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐下赵椰，智能電網(wǎng)將會(huì)朝著透明運(yùn)行和泛在物聯(lián)的形態(tài)發(fā)展耙福。