在當(dāng)前時(shí)代背景下，國家電網(wǎng)公司提出打造“樞紐型，平臺(tái)型，共享型”企業(yè)、建設(shè)運(yùn)營好“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”與“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”就是為了向用戶提供更安全、智慧、經(jīng)濟(jì)、便捷的綜合能源服務(wù)，并最終建成世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念一下子如火如荼，那么與電力物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的電力輸配系統(tǒng)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)又有哪些呢？

　　電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

　　1.1 感知層

　　1.1.1激光測距傳感器

　　激光測距傳感器用于測量輸配電線路周邊樹木等危險(xiǎn)物是否處于輸配電線路的安全距離范圍內(nèi)，同時(shí)也可用于線路弧垂等輔助測量。

　　1.1.2導(dǎo)線溫度傳感器

　　導(dǎo)線溫度傳感器是用于輸電線路導(dǎo)線在線測溫的裝置，如圖3所示。測溫終端采用微功耗技術(shù)，使用8 AH/3.6 V的自消耗低、壽命長、耐高溫的鋰亞電池供電方式，能夠使溫度采集終端單元工作在5年以上；鋰亞電池與微功耗技術(shù)相結(jié)合，很好地解決了測溫終端單元取電的問題。

　　1.1.3環(huán)境微氣象傳感器

　　輸電線路氣象在線監(jiān)測系統(tǒng)是針對架空線路走廊局部氣象環(huán)境監(jiān)測而設(shè)計(jì)的一種多要素微氣象測量系統(tǒng)，監(jiān)測的氣象參數(shù)主要包括風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、濕度、氣壓等。系統(tǒng)將采集到的各種氣象參數(shù)及其變化狀況通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地傳送到中心監(jiān)控分析系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)以多種方式發(fā)出預(yù)報(bào)警信息，提示管理人員應(yīng)對報(bào)警點(diǎn)予以重視或采取必要的預(yù)防措施。

　　智能防盜螺栓是一款基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多功能設(shè)備防盜傳感模塊，可以代替普通機(jī)械螺栓，用于配電設(shè)備的防盜預(yù)警。1.1.5電壓測量傳感器

　　電壓變化測量傳感器用于測量低壓配電線路的電能質(zhì)量信號(hào)，也可用于低壓電力設(shè)備的防盜預(yù)警輔助設(shè)備。整機(jī)對接入的配網(wǎng)電信號(hào)進(jìn)行電能質(zhì)量檢測，同時(shí)該信號(hào)也作為外部電源，實(shí)現(xiàn)對整機(jī)的供電。

　　1.1.6地埋式震動(dòng)傳感器

　　地埋式震動(dòng)傳感器用于探測輸電線路桿塔周邊土壤震動(dòng)、水土流失等危害桿塔安全的土壤環(huán)境信息的檢測和報(bào)警，如圖7所示。采用4個(gè)高靈敏度的振動(dòng)傳感器，實(shí)時(shí)全向探測振動(dòng)信號(hào)，確?？煽康膶?shí)時(shí)探測性能和抗干擾性能。具備捆扎帶、螺栓等多種固定方式，便于設(shè)備安裝。

　　2.1 網(wǎng)絡(luò)層

　　2.1.1組網(wǎng)需求

　　電力傳感器網(wǎng)絡(luò)場景復(fù)雜，涉及通信技術(shù)種類多、協(xié)議復(fù)雜，給數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)共享與協(xié)同帶來較大難度。為了實(shí)時(shí)感知電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，需要在各種電力設(shè)備上部署大量傳感器，進(jìn)行相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)采集并上報(bào)給控制中心。智能電網(wǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)包括多種類別，涵蓋電流、電壓、溫度、壓力、濕度等各類數(shù)據(jù)。通過上述數(shù)據(jù)分析電網(wǎng)整體運(yùn)行態(tài)勢、每個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、資產(chǎn)及環(huán)境狀態(tài)。為在電力環(huán)境下滿足如上電網(wǎng)感知的需求，電力傳感器網(wǎng)絡(luò)所服務(wù)的對象及數(shù)據(jù)傳輸具有以下3個(gè)獨(dú)特的需求。

　　1)傳輸數(shù)據(jù)量大。傳感器節(jié)點(diǎn)需周期性發(fā)送設(shè)備的用電或其他狀態(tài)信息。由于傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量多，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很大。

　　2) 實(shí)時(shí)性要求高。對于電網(wǎng)運(yùn)行與控制信息，需要實(shí)時(shí)傳輸至電力控制中心，對電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢進(jìn)行分析，以便迅速對存在故障的線路采取實(shí)時(shí)調(diào)控措施。

　　2.1.2智能電網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)特性

　　結(jié)合電網(wǎng)輸配電監(jiān)控需求，智能電網(wǎng)傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有以下特性。

　　1)低移動(dòng)性。傳感器的低移動(dòng)性適用于智能電網(wǎng)中不移動(dòng)的傳感器設(shè)備、不頻繁移動(dòng)的傳感器設(shè)備，或只在限定區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的傳感器設(shè)備。

　　2)時(shí)間控制。傳感器的時(shí)間控制特性適用于在智能電網(wǎng)中預(yù)先定義的時(shí)間段內(nèi)收發(fā)數(shù)據(jù)的傳感器設(shè)備，避免在這些時(shí)間段外產(chǎn)生不必要的信令。

　　3)小數(shù)據(jù)傳輸。智能電網(wǎng)中傳感器收發(fā)的數(shù)據(jù)量都比較小，小數(shù)據(jù)傳輸特性非常適用于智能電網(wǎng)環(huán)境中的要求。

　　4)優(yōu)先告警。智能電網(wǎng)中需要優(yōu)先告警的傳感器設(shè)備，例如，被盜、蓄意破壞或其他需要立即注意的情況。優(yōu)先告警消息應(yīng)該具有比其他優(yōu)化分類更高的優(yōu)先級(jí)。

　　5)非頻繁傳輸。本特性適用于智能電網(wǎng)中部分非頻繁傳輸?shù)膫鞲衅髟O(shè)備（2次數(shù)據(jù)傳輸之間有很長的間隔）。

　　6)特別低功耗。智能電網(wǎng)中特別低功耗的傳感器特性會(huì)提升系統(tǒng)支持要求特別低功耗的傳感器應(yīng)用的能力。網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)能夠?qū)鞲衅髟O(shè)備配置為特別低功耗模式。

　　7)衰落問題。智能電網(wǎng)中，由于輸電線路、設(shè)備、桿塔環(huán)境內(nèi)金屬設(shè)備眾多龐雜，會(huì)造成桿塔附近的場強(qiáng)分布不均勻和不穩(wěn)定。

　　8)強(qiáng)電磁場干擾。在高壓輸電線路、桿塔、高壓走廊的環(huán)境下都存在強(qiáng)工頻電磁場干擾和閃烙、電暈干擾，強(qiáng)工頻電磁場會(huì)阻塞通信信道，導(dǎo)致鏈路增益降低而影響通信可靠性，閃烙、電暈干擾是散彈噪聲類干擾，其在時(shí)域表現(xiàn)為隨機(jī)窄帶脈沖，在頻域表現(xiàn)為寬帶白噪聲，會(huì)嚴(yán)重干擾各頻段通信鏈路。

　　2.1.3 通信組網(wǎng)架構(gòu)

　　智能電網(wǎng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的無線傳感器經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)空口直接上聯(lián)或通過匯聚節(jié)點(diǎn)上聯(lián)到基站設(shè)備，接入電信運(yùn)營商的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中。后臺(tái)智能電網(wǎng)管理平臺(tái)和相關(guān)業(yè)務(wù)平臺(tái)也通過各種接入手段與移動(dòng)核心網(wǎng)互聯(lián)。相關(guān)數(shù)據(jù)從無線傳感器收集上來以后，通過移動(dòng)核心網(wǎng)傳送到管理平臺(tái)或業(yè)務(wù)平臺(tái)來使用。

　　1)無線接入側(cè)

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和管理節(jié)點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部或附近，通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳地進(jìn)行傳輸，經(jīng)過多跳路由到匯聚節(jié)點(diǎn)，最后到達(dá)管理節(jié)點(diǎn)。用戶通過管理節(jié)點(diǎn)對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理，發(fā)布監(jiān)測任務(wù)以及收集監(jiān)測數(shù)據(jù)。

　　傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量管理模塊這4個(gè)部分組成。傳感器模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；處理器模塊負(fù)責(zé)控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)和處理本身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)；無線通信模塊負(fù)責(zé)與其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；能量管理模塊對傳感器節(jié)點(diǎn)運(yùn)行所需的能量進(jìn)行管理。

　　匯聚節(jié)點(diǎn)是一種多流傳感器終端，多個(gè)傳感器末端節(jié)點(diǎn)的傳感器業(yè)務(wù)流集合到匯聚節(jié)點(diǎn)，通過移動(dòng)通信空中接口上傳到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。匯聚節(jié)點(diǎn)可以采用2種方式匯聚來自多個(gè)傳感器末端節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)流匯聚。

　　2)核心網(wǎng)側(cè)

　　智能電網(wǎng)中的傳感器通過網(wǎng)關(guān)或直連方式連接到無線接入網(wǎng)，并承載網(wǎng)絡(luò)可能通過交互網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器相連。智能電網(wǎng)中的各類傳感器通過網(wǎng)關(guān)或直連方式連接至無線接入網(wǎng)，通過移動(dòng)核心網(wǎng)與后臺(tái)智能電網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)服務(wù)器（MTCServer）對接，并由MTC Server提供智能電網(wǎng)必需的管理、控制及各種業(yè)務(wù)能力。在智能電網(wǎng)的各類應(yīng)用中，需獲取各類傳感終端接入的有關(guān)信息，如接入時(shí)間、離線時(shí)間、接入位置點(diǎn)等。根據(jù)上述信息，MTC Server可以精準(zhǔn)判斷終端的各種狀態(tài)，例如，是否將傳感器設(shè)備專用SIM卡插入非傳感器終端、終端是否在非許可時(shí)間接入網(wǎng)絡(luò)、終端是否在非許可位置點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)、終端異常離線等狀態(tài)。上述的狀態(tài)信息屬于接入層信息，由核心網(wǎng)通過特定的接口輸出到MTC Server上。對核心網(wǎng)而言，MSC/SGSN能夠方便地獲取MTC Server所需要的終端狀態(tài)信息，而GGSN等則相對困難，通過MSC/SGSN獲取并提供MTC Server所需要的終端狀態(tài)信息是最佳選擇。

　　考慮到智能電網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)直接接入運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，可以引入傳感器網(wǎng)關(guān)（MTC GW）解決這一問題。MTC GW能夠有效屏蔽核心網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)對智能電網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)接入的安全認(rèn)證，并提供智能電網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)的各類應(yīng)用的統(tǒng)一路由出口。圖9描述了在核心網(wǎng)實(shí)體和MTC Server之間增加MTC GW的架構(gòu)示意。

　　通過MTC GW，能夠?qū)崿F(xiàn)對核心網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有效屏蔽，在MTC GW和MTC Server之間建立加密隧道，并向其提供統(tǒng)一、簡單的API，極大降低了核心網(wǎng)接口的復(fù)雜性。

　　3.1應(yīng)用層

　　在輸變電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)感知的基礎(chǔ)上，把感知層感知的信息根據(jù)不同的應(yīng)用與業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分析和處理，形成包括應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施、中間件和各種應(yīng)用的體系架構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用。電力傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用涉及智能電網(wǎng)全壽命周期的生產(chǎn)、管理環(huán)節(jié)，通過采用智能計(jì)算、模式識(shí)別等技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的綜合分析和處理，實(shí)現(xiàn)智能化的決策、控制和服務(wù)水平的不斷提升。按照電力系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)，基于智能電網(wǎng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用驗(yàn)證系統(tǒng)主要包括以下8類重要系統(tǒng)：

　　1)輸電線路多維感知在線監(jiān)測系統(tǒng)；

　　2)輸電、變電、配電巡檢系統(tǒng)；

　　3)電氣設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)；

　　4)電力設(shè)施防護(hù)及安全保電支撐平臺(tái)；

　　5)配電現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)；

　　6)智能用電服務(wù)系統(tǒng)；

　　7)用電信息采集系統(tǒng)；

　　8)智能電網(wǎng)傳感網(wǎng)信息處理及一體化管理平臺(tái)。

　　1)輸電線路多維感知在線監(jiān)測系統(tǒng)

　　高壓架空輸電線路是電網(wǎng)的重要組成部分，由于微風(fēng)造成的微風(fēng)振動(dòng)、導(dǎo)線風(fēng)偏是造成高壓架空輸電線路疲勞斷股的主要原因；強(qiáng)風(fēng)條件造成的線路舞動(dòng)對高壓輸電線路會(huì)造成極大破壞；同時(shí)低溫天氣造成的線路覆冰，且桿塔拉線更容易結(jié)冰且對稱的拉線結(jié)冰往往不平衡，會(huì)導(dǎo)致桿塔的傾斜甚至倒塔，這些都是輸電線路安全保障的巨大隱患。

　　通過在整條輸電線路上部署多功能骨干節(jié)點(diǎn)、MEMS加速度（陀螺儀）傳感器節(jié)點(diǎn)，并在高壓桿塔上布設(shè)泄漏電流傳感器節(jié)點(diǎn)、通信骨干節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)傳感器簇，多個(gè)這樣的簇構(gòu)成線狀網(wǎng)絡(luò)并通過通信骨干節(jié)點(diǎn)構(gòu)成整個(gè)智能電網(wǎng)輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對輸電線路的各種狀態(tài)，如覆冰、污穢、溫度、舞動(dòng)、微氣象等的多方位可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障預(yù)警。

　　2)輸電、變電、配電巡檢系統(tǒng)

　　電網(wǎng)的輸電、變電、配電環(huán)節(jié)設(shè)備種類多，運(yùn)維工作量大，通常需要大量人力開展日常巡檢的工作。通過無線傳感器和RFID標(biāo)簽結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對各種電力設(shè)備日常運(yùn)行過程中的運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)異常、設(shè)備破損、性能降低等參數(shù)的觀察和記錄。同時(shí)，通過對采集數(shù)據(jù)的分析，對隱患進(jìn)行評(píng)估和預(yù)警，避免電網(wǎng)設(shè)備出現(xiàn)故障。

　　系統(tǒng)基于傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及RFID射頻識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了巡檢人員到達(dá)現(xiàn)場并按預(yù)定路線巡視的監(jiān)督功能；同時(shí)，輔助加入了環(huán)境信息與狀態(tài)監(jiān)測傳感器，精確檢測設(shè)備工作環(huán)境與狀態(tài)，能夠精準(zhǔn)確認(rèn)巡檢人員并且采集電力設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境信息、工作狀態(tài)信息，大幅提升了巡檢的工作質(zhì)量。

　　3）電氣設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)

　　變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是電網(wǎng)基礎(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集源頭和命令執(zhí)行單元，變電設(shè)備安全運(yùn)行以及變電站安全直接影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。開展輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修，以提高設(shè)備利用率，延長設(shè)備壽命，減少停電次數(shù)/停電時(shí)間，提高輸電效率。輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測也將作為輔助的設(shè)備狀態(tài)的診斷手段，在輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修中發(fā)揮巨大作用。通過多傳感器集成、多信息采集、信息融合及抗強(qiáng)電磁干擾等技術(shù)建立了智能電網(wǎng)變電站狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對變電站內(nèi)各類設(shè)備及安全防護(hù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括變壓器油氣、局放在線監(jiān)測，斷路器動(dòng)特性、微水在線監(jiān)測，互感器、避雷器絕緣在線監(jiān)測，變電站安防監(jiān)測，互感器動(dòng)態(tài)計(jì)量在線監(jiān)測等。

　　在線監(jiān)測系統(tǒng)通過對變電站各種狀態(tài)量采集，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)專家系統(tǒng)進(jìn)行分析與決策，能準(zhǔn)確反映出變電站的各種狀態(tài)，提供安全評(píng)價(jià)。

　　4)電力設(shè)施防護(hù)及安全保電支撐平臺(tái)

　　基于電力物聯(lián)網(wǎng)，運(yùn)用多種傳感器組成協(xié)同感知網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在戶外線路、桿塔、配電變壓器等設(shè)備上按照一定的策略部署、安裝振動(dòng)、位移、電壓變化、紅外線等傳感器，采集、處理現(xiàn)場信息，報(bào)警并協(xié)同處理，能夠有效地實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)狀態(tài)信息及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息監(jiān)測、預(yù)警防護(hù)。系統(tǒng)一般由地埋固定無線振動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)無線振動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)、桿塔無線傾斜傳感器節(jié)點(diǎn)、桿塔無線（聲）振動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)、無線防拆卸螺栓傳感器節(jié)點(diǎn)、無線被動(dòng)紅外線傳感器節(jié)點(diǎn)、智能視頻傳感器節(jié)點(diǎn)、TD-SCDMA通信骨干節(jié)點(diǎn)等組成。

　　通過多種傳感器組成協(xié)同感知，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)主要基礎(chǔ)設(shè)施（如設(shè)備、配電線路、桿塔等）破壞、盜竊行為的有效定位、監(jiān)測和預(yù)警，對監(jiān)控范圍內(nèi)配電設(shè)備進(jìn)行全方位防護(hù)。

　　5)配電現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)

　　由于電力系統(tǒng)運(yùn)維的復(fù)雜性，電力現(xiàn)場作業(yè)管理難度大，常會(huì)出現(xiàn)誤操作、誤進(jìn)入等安全隱患。在智能電網(wǎng)技術(shù)中，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以進(jìn)行身份識(shí)別、電子工作票管理、環(huán)境信息監(jiān)測、遠(yuǎn)程監(jiān)控等，實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮中心與現(xiàn)場作業(yè)人員的實(shí)時(shí)互動(dòng)，進(jìn)而消除安全隱患。

　　基于電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的配電現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)，通過安裝在作業(yè)車輛上的視頻監(jiān)視設(shè)備和設(shè)備上的RFID標(biāo)簽，遠(yuǎn)程監(jiān)控作業(yè)現(xiàn)場情況、現(xiàn)場核實(shí)操作對象和工作程序，緊密聯(lián)系調(diào)度人員、安監(jiān)人員、作業(yè)人員等多方情況，使各項(xiàng)現(xiàn)場工作或活動(dòng)可控、在控，減少人為因素或外界因素造成的生產(chǎn)損失，從而有力保障人身安全、設(shè)備安全、系統(tǒng)安全，并大幅提高工作效率。

　　6)智能用電服務(wù)系統(tǒng)

　　智能用電服務(wù)作為電網(wǎng)用電環(huán)節(jié)的關(guān)鍵部分，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶之間實(shí)時(shí)交互響應(yīng)，增強(qiáng)電網(wǎng)綜合服務(wù)能力，滿足互動(dòng)營銷需求，提升服務(wù)水平的重要手段，加強(qiáng)用戶與電網(wǎng)之間的信息集成共享和實(shí)時(shí)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)用電的智能化、互動(dòng)化，進(jìn)一步改善電網(wǎng)運(yùn)營方式和用戶對電能的利用模式，提高終端用戶用能效率。通過對公變、低壓工商戶、低壓居民戶用電信息的采集，實(shí)現(xiàn)線損考核、預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)管理。通過對智能開關(guān)、智能家電的自動(dòng)化監(jiān)控，將通信網(wǎng)絡(luò)延伸到用戶家庭，可實(shí)現(xiàn)用戶用電信息、電力交易信息發(fā)布及用戶用電智能管理等智能電網(wǎng)用戶服務(wù)功能。

　　智能用電服務(wù)系統(tǒng)通過智能交互終端或交互機(jī)頂盒實(shí)現(xiàn)用戶與電網(wǎng)之間的互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能效管理、物業(yè)管理、增值服務(wù)、社區(qū)醫(yī)療等一系列特色服務(wù)，體現(xiàn)出良好的交互性和智能化特色，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，組建家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)電熱水器、空調(diào)、電冰箱等家庭靈敏負(fù)荷的用電信息采集和控制，建立集緊急求助、燃?xì)庑孤?、煙霧探測、紅外探測于一體的家庭安防系統(tǒng)。

　　7）用電信息采集系統(tǒng)

　　用電信息采集系統(tǒng)的采集對象包括專線用戶、各類大中小型專用變壓器用戶、各類380/220V供電的工商業(yè)用戶和居民用戶、公用配電變壓器考核計(jì)量點(diǎn)。用電信息采集系統(tǒng)主要功能包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、自動(dòng)抄表管理、費(fèi)控管理、有序用電管理、異常用電分析、線/變損分析、安全防護(hù)等，為智能用電雙向互動(dòng)服務(wù)提供數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)分為主站層、通信信道層、采集設(shè)備層。

　　主站層實(shí)現(xiàn)了營銷采集業(yè)務(wù)應(yīng)用、前置采集平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫管理3部分功能，為電力營銷業(yè)務(wù)提供相應(yīng)的支撐；通信信道層是連接主站和采集設(shè)備的紐帶，提供可用的有線和無線的通信信道，主要采用的通信信道有光纖專網(wǎng)、GPRS/CDMA無線公網(wǎng)、230 MHz無線專網(wǎng)；采集設(shè)備層是用電信息采集系統(tǒng)的信息底層，完成用戶用電信息的采集。該層可分為終端子層和計(jì)量設(shè)備子層。

　　8)智能電網(wǎng)傳感網(wǎng)信息處理及一體化管理平臺(tái)

　　電力物聯(lián)網(wǎng)支撐了諸多智能電網(wǎng)應(yīng)用，建立統(tǒng)一的、面向服務(wù)的傳感信息共享與應(yīng)用服務(wù)體系，能夠?qū)崿F(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一體化數(shù)據(jù)資源組織、信息共享、數(shù)據(jù)加密、高性能的協(xié)同分析處理，智能電網(wǎng)各類基于物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供統(tǒng)一、規(guī)范、共享的數(shù)據(jù)采集與信息服務(wù)。

　　智能電網(wǎng)傳感網(wǎng)信息處理及一體化管理平臺(tái)通過建立統(tǒng)一的、面向服務(wù)的智能電網(wǎng)傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)一體化信息共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了不同場景的物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)的多源/多類型/異構(gòu)數(shù)據(jù)一體化組織和管理，將智能電網(wǎng)傳感網(wǎng)絡(luò)信息和已有電網(wǎng)、地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化組織，實(shí)現(xiàn)輸、變、配電網(wǎng)信息作為“一張電網(wǎng)”的協(xié)同管理與融合共享。同時(shí)，在數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上，優(yōu)化圖形瀏覽和分析的服務(wù)引擎，提供高效的平臺(tái)可視化功能。

　　4電力物聯(lián)網(wǎng)示范工程建設(shè)

　　4.1示范工程情況

　　針對課題的研究內(nèi)容和應(yīng)用驗(yàn)證工作，立足我國電網(wǎng)的實(shí)際情況，依托江蘇省電力公司無錫供電公司的應(yīng)用驗(yàn)證和工程實(shí)施，建立面向智能電網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用驗(yàn)證系統(tǒng)。無錫驗(yàn)證系統(tǒng)建設(shè)地點(diǎn)在無錫新區(qū)，涉及的電網(wǎng)部分包括變電站3個(gè)，超高壓、高壓輸電線路2條，10kV線路20條，線路長度97.534 km，其中，電纜29.259 km，架空68.275 km。10 kV配電所（開閉所）1座，10 kV變電所（小區(qū)公配所）31座，環(huán)網(wǎng)柜12個(gè)，箱變8個(gè)，系統(tǒng)覆蓋高壓（10 kV）用戶148戶，低壓居民用戶19 123戶，低壓非居民用戶2 454戶，以點(diǎn)、線、面的模式逐級(jí)建設(shè)課題的應(yīng)用驗(yàn)證系統(tǒng)規(guī)劃。

　　電力傳感器網(wǎng)絡(luò)示范區(qū)建設(shè)示意如圖20所示。該應(yīng)用示范區(qū)涉及電網(wǎng)輸、變、配、用4個(gè)環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用，具體涉及的電力設(shè)備及設(shè)施包括以下內(nèi)容。

　　變電站：500kV梅里變電站、220k V荊同變電站、110 kV梅村變電站。

　　輸電線路：220 kV梅東線、110 kV荊協(xié)線。

　　配電線路：10 kV泰伯122線、10 kV梅村123線、10 kV曲尺116線、10 kV華泰121線、10 kV新梅117線。

　　公配所：梅里水晶城公配所、梅滿嘉園10 kV吳越之星1號(hào)站、梅滿嘉園10 kV吳越之星2號(hào)站、城色佳園1號(hào)站、香梅人家6號(hào)站。

　　開閉所：高榮開閉所、高典2號(hào)站、10kV光明站、天鵝開閉所、10 kV周涇站。

　　環(huán)網(wǎng)柜：10 kV梅村123線1~5號(hào)環(huán)網(wǎng)柜。

　　用電小區(qū)：梅滿嘉園、城色佳園、梅里水晶城。

　　4.1.1 示范工程成效

　　電力物聯(lián)網(wǎng)示范工程的建設(shè)起到了顯著成效，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

　　在輸電環(huán)節(jié)，通過輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了線路運(yùn)行狀態(tài)、桿塔防護(hù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，增強(qiáng)了輸電線路、桿塔及設(shè)備的防護(hù)，保障了電網(wǎng)安全運(yùn)行。線路巡檢質(zhì)量的提高可大大減少變壓器、輸電線路、桿塔的被盜率，同時(shí)，通過故障預(yù)警功能對線路和設(shè)備及時(shí)維護(hù)，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。

　　在變電環(huán)節(jié)，變電環(huán)節(jié)信息管理平臺(tái)與電氣設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，對多種傳感數(shù)據(jù)、電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析并提供友好標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，為生產(chǎn)管理等系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)和信息服務(wù)，有利于充分挖掘電網(wǎng)數(shù)據(jù)價(jià)值，為電網(wǎng)企業(yè)全面掌握電網(wǎng)運(yùn)行信息和綜合決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐，為企業(yè)的安全生產(chǎn)運(yùn)行提供保障，減少了企業(yè)管理內(nèi)耗，提高了綜合經(jīng)濟(jì)效益和管理效益。

　　在配電環(huán)節(jié)，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電力配電環(huán)節(jié)的智能巡檢。通過在智能傳感網(wǎng)絡(luò)部署，實(shí)現(xiàn)了對輸電線路、電氣設(shè)備等在線監(jiān)測及電網(wǎng)關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障預(yù)警，提高電網(wǎng)安全監(jiān)控及應(yīng)急處置能力；通過傳感器采集環(huán)境信息與狀態(tài)監(jiān)測信息，實(shí)現(xiàn)了巡檢數(shù)據(jù)深入、自動(dòng)化的分析和決策，有助于指導(dǎo)巡檢工作，提高缺陷管理能力，實(shí)現(xiàn)缺陷和故障早期預(yù)警，減少因設(shè)備隱患和缺陷造成的事故損失。

　　在用電環(huán)節(jié)，通過建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)的高可靠性智能用電信息采集系統(tǒng)，推進(jìn)營銷計(jì)量、抄表、收費(fèi)模式標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和信息化建設(shè)。為提升快速響應(yīng)市場變化、快速反映客戶需求，從客戶用電信息的源頭提供數(shù)據(jù)支持，為分時(shí)電價(jià)、階梯電價(jià)、全面費(fèi)控的營銷業(yè)務(wù)策略實(shí)施提供支撐平臺(tái)，并為智能電網(wǎng)配電、用電側(cè)的全面建設(shè)提供基礎(chǔ)和技術(shù)保障，對提升電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量和水平起到了重要作用。

　　結(jié)束語

　　本文中電力物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)核心技術(shù)的研究與示范系統(tǒng)建設(shè)將電力通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)不斷向電網(wǎng)生產(chǎn)現(xiàn)場及用戶延伸，對于構(gòu)建覆蓋電網(wǎng)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務(wù)的各類節(jié)點(diǎn)的泛在感知網(wǎng)絡(luò)具有重要的指導(dǎo)和示范價(jià)值。一方面，泛在感知的電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了更多節(jié)點(diǎn)的覆蓋，能夠全面提升電網(wǎng)生產(chǎn)、電網(wǎng)服務(wù)、電網(wǎng)管理的全面感知、數(shù)據(jù)采集及服務(wù)互動(dòng)能力；另一方面，電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)及大量用于物聯(lián)網(wǎng)采集的傳感器、終端、系統(tǒng)的研制為數(shù)據(jù)采集提供了便捷的手段，極大降低了電力物聯(lián)網(wǎng)感知各類數(shù)據(jù)的成本，為智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)采集與大數(shù)據(jù)規(guī)模開發(fā)和應(yīng)用奠定了技術(shù)、裝置和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

　　隨著電力物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷發(fā)展和采集數(shù)據(jù)規(guī)模的累積和增加，后續(xù)工作將進(jìn)一步開發(fā)和研究基于電力物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)的跨專業(yè)融合、深度共享與精準(zhǔn)用戶服務(wù)技術(shù)，能夠?yàn)殡娋W(wǎng)的生產(chǎn)、經(jīng)營、管理提供更科學(xué)、高效、智能的輔助決策支撐。