面向智能电网的物联网信息聚合技术_李娜

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1、面向智能电网的物联网信息聚合技术李娜1陈晰2吴帆1李祥珍21北京邮电大学无线电技术与电磁兼容实验室北京1008762国网信息通信有限公司通信传输实验室北京100761摘要物联网应用于智能电网是信息通信技术发展到一定阶段的必然结果，利用物联网技术将能有效整合电力系统基础设施资源，提高电力系统信息化水平，改善现有电力系统基础设施的利用效率。本文针对物联网技术和我国智能电网建设规划，研究面向智能电网应用的物联网网络架构及关键技术，总结了技术特点。在阐明网络架构的基础上，进一步针对智能电网应用中海量设备终端和海量采集信息的特点，详细论述物联网信息聚合技术，分析信息聚合技术带来的网络收益，提出信息聚合

2、技术基本功能框架及实现方式。物联网信息聚合技术在采集原始数据的同时进行大量的信息处理和计算，从海量的、杂乱无章、难以理解的原始数据中抽取并推导出对于智能电网一体化管理平台具有特定意义和判决参考价值的数据，并且能够降低网络数据传输总量、减少网络拥塞发生、提高网络性能，是物联网发展的重要技术方向之一。本文针对智能电网目前相对薄弱的配用电环节提出配变电设备监测物联网的主要功能与信息聚合方案。关键词智能电网；物联网；信息聚合；数据融合27201002Research&Development近两年，物联网受到广泛关注，虽然学术界对于物联网的定义在某种程度上还未完全达成一致，大部分学者认为物联网是通过R

3、FID技术、无线传感器技术以及定位技术等自动识别、采集和感知获取物品的标识信息、物品自身的属性信息和周边环境信息，借助各种信息传输技术将物品相关信息聚合到统一的信息网络中，并利用云计算、模糊识别、数据挖掘以及语义分析等各种智能计算技术对物品相关信息进行分析融合处理，最终实现对物理世界的高度认知和智能化的决策控制。随着全球社会经济的发展，用电需求不断增加，电网规模不断扩大，影响电力系统安全运行的不确定因素和潜在风险也随之增加，而用户对电力供应的安全可靠性和质量要求越来越高，电力发展所面临的资源和环境压力越来越大，市场竞争迫使电力经营者不断提高企业运营效率，21世纪初智能电网在欧美的发展，为全世

4、界电力工业在安全可靠、优质高效、绿色环保等方面开辟了新的发展空间。智能电网提供了一种激励环境：电能消费者和第三方资产的合作，这种合作利用电网设施来控制费用和改善供电的可靠性，启发人们随时随地参与进来；通过实时共享电网的必要数据信息供大家利用，宽带通信的信息网络使信息共享成为现实；智能电网为实现供需合作提供盈利的机会和工具，通过高速、先进的分布式控制和电子商务应用来实现实时数据的显示和提交。智能电网建设是全球在能源领域的重要战略部署，美国、欧洲等国家都针对智能电网建设制订了战略规划，我国也在智能电网建设上投入大量精力，制订了详细的战略发展规划。物联网应用于智能电网最有可能实现原创性突破、占据

5、世界制高点的领域。智能电网建设将逐步推动我国电力基础生产模式的改变，定位于利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的智能电网，是电力行业的发展方向。智能电网的实现，首先依赖于电网各个环节重要运行参数的在线监测和实时信息掌控，基于此，物联网作为“智能信息感知末2720100227201002梢”，可成为推动智能电网发展的重要技术手段。1面向智能电网应用的物联网网络结构图1描述了物联网应用与智能电网生产过程的全程监测网络架构。物联网技术应用于智能电网生产过程监测，能够解决的主要问题有：输电线路在线监测、设备全方位防护、现场作业管理、户外设施

6、防盗等[1-3]。底层的终端设备完成智能电网的信息获取与汇集、数据融合处理与传输功能。图2描述了物联网应用于智能电网用户服务的网络架构。针对智能电网用户服务，物联网技术主要应用于智能家电传感网络系统、智能家居系统、无线传感安防系统、用户用能信息采集系统等，主要硬件设备包括智能交互终端、智能交互机顶盒、智能插座等。该系统与外部的通信主要通过电力线通信(PLC)、电力复合光纤到户(PFTTH)、无线宽带通信等通信方式相结合的宽带通信平台来实现。智能交互终端是实现家庭智能用户服务的关键设备，其通过利用先进的信息通信技术，对家庭用电设备进行统一监控与管理，对电能质量、家庭用电信息等数据进行采集和分析

7、，指导用户进行合理用电，调节电网峰谷负荷，实现电网与用户之间智能用电。此外，通过智能交互终端，可为用户提供家庭安防、社区服务、互联网服务等增值服务。笔者认为面向智能电网应用的物联网应当主要包括感知层、网络层和应用服务层。感知层主要通过无线传感网络、RFID等技术手段实现对智能电网各应用环节相关信息的采集；网络层以电力光纤网为主，辅以电力线载波通信网、无线宽带网，实现感知层各类电力系统信息的广域或局部范围内的