物联网技术在智能电网中的应用分析

关键词：物联网 技术 智能电网 应用

正文：

通过物联网技术在智能电网中的应用，能够极大提高智能电网运行的可靠性及稳定性，使电网的架构更加灵活、自愈功能更加完善，同时也极大降低了电网运行维护过程中的难度，对电网的运行及发展具有重要作用。

1 物联网的关键技术

1.1 信息标识及识别技术

物联网系统构建中的主要工作之一是对每个物品建立一个独立的标识，通过这些标识对物品进行准确的识别，从而实现其交互功能。物联网主要采用RFID、二维码等技术对物品的标识进行识别。其中用到的最主要识别技术是RFID，它是一种非接触式的识别技术，能够通过射频信号对目标的标识信息进行识别，它能够对物品进行远距离快速识别，同时还能对信息进行长期管理。典型的RIFD系统由电子标签、天线及读写器组成，其基本结构如图1所示。图1 RIFD系统基本结构

1.2 无线传感技术

无线传感技术是以无线传感器为基础实现的一种传感技术，它主要是通过在监测区域内布置大量无线传感器，使这些传感器形成一个拓扑网络结构，具体如图2所示。网络中的各个传感器节点通过相互协作的方式来完成对监测区域内监测数据全面采集的任务。无线传感技术通常采用点对点的拓扑结构作为传感器节点的整体结构，这样能够有效降低对系统架构的依赖，该技术与传统的adhoc式的网络节点技术相比具有更高的数据传输效率及稳定性，同时，系统的功耗更低、生命周期更长。

1.3 无线通信技术

随着现代信息技术的发展，各种无线通信技术层出不穷，这些通信技术的出现也为泛在网络的进一步实现提供了可靠的技术支持。泛在网络是物联网系统的核心技术，它能够实现人与人、人与物、物与物之间的交互。目前投入使用的泛在网络技术种类较多，主要包括3G、WLAN、GSM等无线通信协议和技术，同时还涵盖了部分有线通信技术。目前，应用最广泛的泛在网络技术主要是3G和WLAN两种，3G网络主要是通过基站进行信号转发，而WLAN主要是通过无线路由进行信号转发。泛在网络技术的发展，为人们提供了可靠的通信支持，其最终目的是实现网络的全面覆盖，使人们无论在任何地点、任何时间都能顺利的进行网络通信[1]。

2 物联网技术在智能电网中的应用

现阶段，智能电网已经具备较高的信息化、数字化及自动化水平。其核心是信息管理平台的网络通信技术，它对保证电网各项工作之间的相互协调开展具有重要意义。因此，将物联网技术应用到智能电网中，能够有效提高信息传输的及时性和准确性，保证信息数据的安全稳定传输，为电力系统的智能化管理提供了可靠的数据支持。

2.1 配电房远程监控信息系统

配电房远程监控信息系统通过分布式的采集分布于不同的区域配电房的温度、适度、水浸等情况，同时还能监测风扇空调等设备的工作状态以及配电房各种配电设备的运行状态。通过利用物联网将收集的监测数据统一上传到监控中心，实现对配电系统的实时在线监测管理、数据记录、报警管理机故障管理等功能。物联网的应用能够使管理人员及时发现电力系统中存在的问题，并为问题的解决提供有力的数据支持。

2.2 变电站人员、工具定位系统

物联网能够构建区域定位系统， 它能够对变电站人员进行高精度定位、工作人员行进过程中的合法区域预设及跟踪确认、间隔的自动识别、对误入间隔及危险工区进行提前预警等，这些功能能够有效保障变电站管理人员的人身安全。同时，还能够实现对变电站工具进行自动检测的功能，随时对工具的当前位置进行定位，并监测其健康状况以及库存情况等。通过物联网构建远程监督子系统，使各个部门能够根据系统预设的权限对工作人员及工具的相关信息进行查询。

2.3 配电网地沟电缆故障诊断

由于地沟电缆埋设在地下一定深度的地方，信号线缆部署不方便，且不支持GPRS等无线通信方式，因此可以采用以无线传感器网络为核心的物联网技术，实现对地沟线缆分布式数据信息的采集，同时通过网络进行汇总，然后传输到监控中心进行分析处理。对监测数据的处理主要是对线缆的局部放电情况、接地电流以及电缆本身的温度等信息进行分析处理，然后根据分析结果对地沟电缆的运行状态进行综合评估。通过对以上信息的监测，能够获得较为全面的地沟电缆运行状态信息。通过将不同的指标进行融合，可以对电缆的绝缘状态及劣化趋势进行全面的评估，从而作出有效的处理和维护，保证电力系统的稳定运行[2]。数据处理部分主要是结合线缆局部放电、电缆金属护层接地线电流、电缆本体和接头温度等信息，对电缆的运行状态进行综合判定。通过对上述电缆状态指标的监测，获得对电缆，特别是电缆的绝缘状态较为全面的描述。通过将不同指标的信息融合，能够对电缆的绝缘状态以及绝缘劣化的发展趋势做出评估，获得完整的状态分析结果，系统结构如图3所示。

2.4 围界报警

在电力企业中，一些核心的部门以及安全等级要求较高的区域，通常是禁止普通员工随意进入的，为了避免外来人员的随意进入，通常会在其外围区域安装各种监控设备对外围区域的情况进行监控，但是这种必须要由监控人员进行全天候执勤，如果监控人员离开，则无法实现其应有的监控效果。针对这一情况，可通过物联网技术建立以无线传感器网络为基础的围界报警系统，它能够很好的解决传统监控中的问题，同时还能够有效节省人力资源，其高度的隐蔽性，也为监控工作提供了极大的方便。

3 物联网所面临的安全风险及防护措施

3.1 物联网技术面临的安全风险

物联网技术中主要依靠无线网络进行数据的传输，而目前无线网络发展过程中，所面临的安全形势还十分严重。无线信号在传输过程中是利用微波进行传输，因而其传输安全很难得到保证，在利用无线信号进行数据传输时，数据容易受到非法监听、篡改等，同时微波信号还容易受到外界多种因素的干扰而影响传输的稳定性，从而发生数据丢失等问题。物联网技术由于是通过大量的传感器对数据进行采集，因此其采集数据的过程中会产生大量的信息节点，当所有节点同时进行数据采集时，整体的数据量会非常庞大，这就为数据的传输造成了较大的困难，在大量数据同时传输的过程中，可能会造成数据的延迟甚至丢失。另外，由于物联网不具备基础的网络架构、其本身所具备的拓扑结构随意性过大，这就为不法分子创造了机会。不法分子可以通过创建虚拟节点的方式侵入到物联网内部，从而发起攻击。同时，过大的随意性，还使应用终端的控制更加困难，使应用终端与各个传感器节点之间的识别出现问题[3]。

3.2 物联网风险的防护

物联网技术是智能电网的核心部分，因此，加强其安全防护工作十分重要。物联网的安全防护工作需要从信息数据的采集、传输及处理三个方面进行全面防护。在利用传感器进行数据采集的过程中，需要加强对各节点信息的防护，防止不法分子利用节点信息对系统进行入侵；在数据的传输过程中，需要做好数据的保密、压缩和备份工作，以保证数据传输的安全性，同时通过降低数据的容量也能够减少大量数据同时传输时对网络带来的负荷，尽量将网络延迟降到最低。另外，在数据的处理过程中，要充分做好智能电网各个终端设备的安全防护工作，防止非法人员利用网络对终端设备进行攻击，造成数据被盗用、修改、丢失等情况的出现。

4 结论

当前物联网技术由于各种因素的限制，在应用过程中，还存在一定的安全风险，因此需要通过采取有效的措施来规避这些风险，以保证智能电网各个环节的工作能够安全稳定开展，推动智能电网整体水平的不断发展。

参考文献：

[1] 沈苏彬，范曲立，宗平，等.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报，2009(6)：23.

[2] 余贻鑫．智能电网的技术组成和实现顺序[J]．南方电网技术，2009(2)：1-5.

[3] 高宇.物联网与智能电网[J].华北电业，2010(2)：54-56.