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摘要：目前，在电力行业中进行了一些无线传感器网络应用探索，但存在面向业务应用单一、对电力无线传感器网络的统一应用缺乏顶层规划与设计的问题。并且，电力无线传感器网络应用环境复杂，应用所涉及的通信技术多样、协议复杂、数据协同处理困难。本文对物联网技术在电力输配电系统中的研究与应用进行探讨。
关键词：物联网技术；电力输配电系统；研究；应用
1物联网技术的概述
1.1物联网技术的基本内涵
IBM公司曾在20世纪末第一次提出了有关物联网的定义，它认为物联网简而言之就是物与物相连接的互联网，具体而言物联网就是按照一定的协议规定，利用GPS系统、气体传感器、射频识别（RFID）、激光扫描仪、红外传感器等信息识别设备，实现任何物品与互联网的连接。进而实现信息的沟通与交流，进行智能的跟踪、定位、识别、管理与监测。有关物联网的定义，不同学者、机构都提出了不同的定义，综合比较之后，笔者得出了如下结论：物联网技术指的是对所要连接、监视、交互的对象或过程形成的合集，它需要依托全球定位技术、无线射频技术、智能传感器等实时收集需要的信息，通过物与物之间的网络连接，实现物与物、物与人的连接，实现网络技术对物的感知、管理、监测、识别。
1.2物联网技术的特性
物联网技术可以实现对物体的全面感知，实现对所需信息的智能处理与可靠传送，是一种连接物与物的信息网络。物联网技术的特性主要表现在以下几个方面。
1.2.1物联网技术具有智能性
物联网技术是一个庞大的智能性网络，它通过利用各种信息传感设备以及互联网技术，实现了物与物、物与人对信息自动化、智能化的采集、处理和传输，达到智能化识别与管理。如若将物联网技术应用到图书馆建设中，可以在图书馆形成一个智能化识别、科学管理的巨型网络，从而为读者提供方便、优质的服务，满足读者对图书信息的多样化需求。
1.2.2物联网技术具有泛在性
物联网是利用各种信息系统以及互联网技术连接在一起的，它是一个无所不能、无所不在、无所不包的集合。物联网技术可以在任何的时间、地点保障任何人、物的顺畅通信，这是物联网技术泛在性的具体表现。
1.2.3物联网技术具有融合性
物联网技术是融合多种技术而成的产物，它在信息技术变革的基础上，融合了传感技术、射频识别技术、近距离通信技术等。物联网这一新型技术系统将虚拟世界与物理世界联系了起来，实现了信息技术与物理世界的整合统一，从而实现了虚拟世界与物理世界之间信息的交换与共享。
2电力物联网关键技术
2.1感知层
2.1.1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。
2.1.2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，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。
2.1.3环境微气象传感器
输电线路气象在线监测系统是针对架空线路走廊局部气象环境监测而设计的一种多要素微气象测量系统，监测的气象参数主要包括风速、风向、气温、湿度、气压等。系统将采集到的各种气象参数及其变化状况通过网络实时地传送到中心监控分析系统，当出现异常情况时，系统会以多种方式发出预报警信息，提示管理人员应对报警点予以重视或采取必要的预防措施。
2.1.4智能防盗螺栓
智能防盗螺栓是一款基于无线传感网络技术的多功能设备防盗传感模块，可以代替普通机械螺栓，用于配电设备的防盗预警。
2.1.5电压测量传感器
电压变化测量传感器用于测量低压配电线路的电能质量信号，也可用于低压电力设备的防盗预警辅助设备，整机对接入的配网电信号进行电能质量检测，同时该信号也作为外部电源，实现对整机的供电。
2.1.6地埋式震动传感器
地埋式震动传感器用于探测输电线路杆塔周边土壤震动、水土流失等危害杆塔安全的土壤环境信息的检测和报警。采用4个高灵敏度的振动传感器，实时全向探测振动信号，确保可靠的实时探测性能和抗干扰性能。具备捆扎带、螺栓等多种固定方式，便于设备安装。
2.2网络层
2.2.1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。
2.2.2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。
1)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。
2)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。
3)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。
4)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。
5)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）。
6)特别低功耗。智能电网中特别低功耗的传感器特性会提升系统支持要求特别低功耗的传感器应用的能力。网络管理平台能够将传感器设备配置为特别低功耗模式。
7)衰落问题。智能电网中，由于输电线路、设备、杆塔环境内金属设备众多庞杂，会造成杆塔附近的场强分布不均匀和不稳定。
8)强电磁场干扰。在高压输电线路、杆塔、高压走廊的环境下都存在强工频电磁场干扰和闪烙、电晕干扰，强工频电磁场会阻塞通信信道，导致链路增益降低而影响通信可靠性，闪烙、电晕干扰是散弹噪声类干扰，其在时域表现为随机窄带脉冲，在频域表现为宽带白噪声，会严重干扰各频段通信链路。
2.2.3通信组网架构
智能电网中各个环节的无线传感器经通信网络空口直接上联或通过汇聚节点上联到基站设备，接入电信运营商的移动网络中。后台智能电网管理平台和相关业务平台也通过各种接入手段与移动核心网互联。相关数据从无线传感器收集上来以后，通过移动核心网传送到管理平台或业务平台来使用。
2.3应用层
在输变电系统的实时状态感知的基础上，把感知层感知的信息根据不同的应用与业务需求进行分析和处理，形成包括应用基础设施、中间件和各种应用的体系架构，并实现物联网的各种应用。电力传感器网络应用涉及智能电网全寿命周期的生产、管理环节，通过采用智能计算、模式识别等技术实现电网信息的综合分析和处理，实现智能化的决策、控制和服务水平的不断提升。
3结束语
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。
参考文献
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