摘要：作为先进的信息获取和处理技术，无线传感器网络已经在医疗、工业、农业、商业、公共管理、国防等领域得到了广泛的应用，是促进未来经济发展、构建和谐社会的重要手段。无线传感器网络的技术发展至今，已经取得了丰硕的理论研究和技术验证成果。但同时，我国传感器网络缺少面向行业应用的整体解决方案与集成创新，缺少在任一行业和生产领域大规模的推广应用，以致不能形成从技术研发、器件研制、系统应用到网络服务的完整全产业链。
关键词：物联网技术；电力；输电系统；应用；分析
引言：随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高，社会各界对于我国电力系统的发展，尤其是新时期5G物联网信息技术的应用和发展等方面越来越关注。作为4G网络通讯技术之后的新一代网络信息技术，在2020年预计5G时代将全面来临。因此如何在此种环境背景下，深入系统地探究物联网技术同电力系统的融合发展手段，推动我国电力系统的持续稳定发展，成为了相关领域工作人员的工作重点之一。
1.物联网技术
物联网是一种信息传感设备，需要实时监控、连接和交互，并通过互联网形成一个庞大的网络。目的是维持人与网络之间的关系，并进而识别、管理和控制。物联网的技术和架构是成熟的，对智能电网的发展有着重要的推动作用。物联网架构可划分为3层，即感知层、网络层和应用层。传感器层包括各种传感器，比如温度和湿度传感器、RFID标签、读取器、相机、GPS传感终端等。感知层的作用是识别物体并收集信息。网络层由互联网、宽网格、网络管理系统和云计算平台组成，它是物联网的中心，负责对感知层获取的信息进行处理。应用层是物联网和用户界面，与行业需求相结合。与传统的互联网相比，物联网有其独特的优势——它广泛应用于各种传感技术，在物联网上有各种各样的传感器，每一个都是信息的来源，不同类别的传感器所捕获的信息的内容、格式是不同的。传感器数据是实时的，以一定的频率收集环境信息，并不断更新。物联网技术的重要基础和核心是互联网，可实时、准确地传达信息。为了保证数据传输和发布的正确性和及时性，物联网传感器必须适应各种异构网络和协议。
2.物联网技术在电力系统发电环节中应用
从移动网络的发展历程来看，1G、2G和3G分别实现了移动通讯、数字语音和基于图片的移动互联网，4G则在此基础上，进一步推动了移动视频的发展。5G作为未来一段时间内，网络信息技术交流的主要技术，能够进一步推动物联网、车联网以及其他网络全面发展。同4G相比，5G可以支持10倍以上的传播速度和信息交换，为物联网提供了超大带宽。5G网络以其高速率、大容量以及低延时等特征，在原有4G网络的基础上，进一步增强了信息数据交换工作的有效性。在电力系统当中，发电环节是最为主要环节之一。5G时代下，物联网技术推动了我国的电网逐渐朝向智能化和现代化方向发展。以风能、太阳能为代表的清洁能源成为了最主要的电力系统发电能源。根据2017年上半年，国家能源局所发布的信息和数据显示，在现代化的建设和管理阶段，国家新增的风能并网容量已经大搞了6,010,000kW。然而，从实际的发展情况进行分析，仍旧可以看出，一半的风电厂处于低盈利的收入状态。针对这一问题，我国某地区的发电厂积极地研发和制造了新型风机设备。将接入了先进传感系统的风电机设备投入到电力生产阶段。以物联网为依托的现代化传感器设备，可以充分地分析出风机出力情况受到天气变化的影响。
3.电力物联网关键技术
3.1感知层
3.1.1激光测距传感器
激光测距传感器用于测量输配电线路周边树木等危险物是否处于输配电线路的安全距离范围内，同时也可用于线路弧垂等辅助测量。
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3.1.2导线温度传感器
导线温度传感器是用于输电线路导线在线测温的装置，如图3所示。测温终端采用微功耗技术，使用8AH/3.6V的自消耗低、寿命长、耐高温的锂亚电池供电方式，能够使温度采集终端单元工作在5年以上；锂亚电池与微功耗技术相结合，很好地解决了测温终端单元取电的问题。
3.2网络层
3.2.1组网需求
电力传感器网络场景复杂，涉及通信技术种类多、协议复杂，给数据处理、数据共享与协同带来较大难度。为了实时感知电网运行状态，需要在各种电力设备上部署大量传感器，进行相关的信息和数据采集并上报给控制中心。智能电网传感器节点收集的数据包括多种类别，涵盖电流、电压、温度、压力、湿度等各类数据。通过上述数据分析电网整体运行态势、每个设备运行状态、资产及环境状态。为在电力环境下满足如上电网感知的需求，电力传感器网络所服务的对象及数据传输具有以下3个独特的需求。一是无线通信终端多。普通规模的城市电力系统包括成千上万个微型用户区，为了完成对系统的监控，需配置大量的传感器节点对用户的用电设备进行数据采集，需要进行数据通信的终端多。二是传输数据量大。传感器节点需周期性发送设备的用电或其他状态信息。由于传感器节点数量多，网络内所需传输的数据量很大。三是实时性要求高。对于电网运行与控制信息，需要实时传输至电力控制中心，对电网运行态势进行分析，以便迅速对存在故障的线路采取实时调控措施。
3.2.2智能电网传感器网络特性
结合电网输配电监控需求，智能电网传感网络应具有以下特性。一是低移动性。传感器的低移动性适用于智能电网中不移动的传感器设备、不频繁移动的传感器设备，或只在限定区域内移动的传感器设备。二是时间控制。传感器的时间控制特性适用于在智能电网中预先定义的时间段内收发数据的传感器设备，避免在这些时间段外产生不必要的信令。三是小数据传输。智能电网中传感器收发的数据量都比较小，小数据传输特性非常适用于智能电网环境中的要求。四是优先告警。智能电网中需要优先告警的传感器设备，例如，被盗、蓄意破坏或其他需要立即注意的情况。优先告警消息应该具有比其他优化分类更高的优先级。五是非频繁传输。本特性适用于智能电网中部分非频繁传输的传感器设备（2次数据传输之间有很长的间隔）。
总结：本文中电力物联网相关核心技术的研究与示范系统建设将电力通信网网络不断向电网生产现场及用户延伸，对于构建覆盖电网生产、经营、管理、服务的各类节点的泛在感知网络具有重要的指导和示范价值。一方面，泛在感知的电力物联网实现了更多节点的覆盖，能够全面提升电网生产、电网服务、电网管理的全面感知、数据采集及服务互动能力；另一方面，电力物联网的建设及大量用于物联网采集的传感器、终端、系统的研制为数据采集提供了便捷的手段，极大降低了电力物联网感知各类数据的成本，为智能电网大数据采集与大数据规模开发和应用奠定了技术、装置和网络基础。
参考文献：
[1]罗样样.浅议物联网的发展与企业管理会计创新[J/OL].现代商业：1-2[2018-10-19].
[2]王智迪.试论LTE无线通信技术在物联网业务中的应用[J/OL].中国战略新兴产业：1-4[2018-10-19].
[3]樊超.浅谈现代物流中物联网技术的应用[J].科技经济市场,2018(09)：125-126.
[4]孙波.物联网在集装箱列车运输过程中的应用研究[J].内燃机与配件,2018(19)：186-187.
[5]韩金伯.基于物联网技术的机器人视觉装配系统研究[J].中国新技术新产品,2018(19)：6-7.
[6]王萍,赵宏亮,李佩林,吕世翔,孙明明,李智媛,孙红.农业物联网技术在大豆生产中的应用[J/OL].大豆科学,2018(05)：809-813[2018-10-19].
论文作者:刘国建
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/4/1
标签：传感器论文; 电网论文; 网络论文; 技术论文; 电力论文; 设备论文; 数据论文; 《电力设备》2018年第29期论文;