淺析無線物聯網技術在電力通信網絡中的應用研究

摘 要：隨著社會的不斷發展，電力通信網的應用地位也是越來越顯著，其能夠將電力資源有效的合理分

配給所有用戶，滿足企業、個人等用戶的用電需求。但隨著現階段用電需求的不斷增多，傳統電力通信網也

已經無法為用戶提供的供電服務，將物聯網技術應用到電力通信網中，則能夠從根本上將所面臨的困難

和問題進行解決。因此本文將通過物聯網技術在電力通信網中的關鍵技術以及具體應用等方面對其進行具

體的研究分析。

關鍵詞：物聯網技術；電力通信網；應用

1引言

隨著我國社會經濟的不斷發展，各種先進技術水平也處于不斷上升的趨勢。物聯網技術作為5G時代較為重要的先進技術之一，其在各行各業中也逐漸有著重要的應用。電力通信行業作為社會基礎行業之一，其能夠為居民生活、企業發展等提供充足的能源，將物聯網技術應用到電力通信網中，不僅能夠大幅度提升能源的利用率，而且還可以實現電力通信網的智能化、自動化。我國對電力通信物聯網的建設同樣也是比較重視的，從2016年開始，電力通信物聯網市場便處于不斷上升的趨勢，2021年中國智能電表市場規模約為252.3億元，2022年已達到284.9億元。物聯網技術在電力通信網中有著廣闊的應用前景，相關企業不斷加強對物聯網技術的應用研究，提升物聯網技術在電力通信網中的應用水平，能夠從根本上推動電力通信行業更加快速的發展。

2物聯網技術概述

物聯網技術指的是通過各種信息傳感器、射頻識別技術、全球定位技術以及激光掃描器等各種先進技術裝置對目標物體行動過程進行相關信息數據采集的一種技術。物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等的信息承載體，它讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象形成互聯互通的網絡，物聯網“萬物皆可連"時代的到來將物體與物體、物體與人之間進行連接，實現對物品和過程的智能化感知、識別和管理。

隨著物聯網技術的愈加成熟，其在各行各業中的應用也是愈加普遍，且所達到的應用效果也是比較可觀的。物聯網技術在電力通信網中同樣也有著較為重要的應用，通過物聯網能夠使得電力通信網中的一些功能效果得到顯著提升，大幅度提升了電力通信網資源利用率，既能夠保證電力通信網的通信質量，又能夠降低電力通信網運維成本，對于電力通信相關行業發展有著重要的推動作用。

但是物聯網技術在應用過程中也顯露出了自身存在的部分缺點，其中嚴重的便是信息安全的問題，物聯網技術實現了“萬物相連"場景，但個人信息安全同樣也受到了諸多方面的威脅，因此只有不斷加強電力通信網中物聯網技術的開發研究，不斷優化其不足之處，才能夠更好的提升物聯網技術應用效果。

3物聯網技術在電力通信網中應用的關鍵技術

3.1物聯網技術組成構架

物聯網技術主要由感知層、承載網絡層、應用控制層和接入層四層組成。感知層的主要作用是對外界信息數據進行全面的采集，并將所采集到的有關信息傳輸給應用控制層；承載網絡則是物聯網技術作用發揮的中心所在，其主要能夠實現物體與物體、物體與人之間的通信功能；應用控制層指的是為用戶進行服務，滿足用戶需求的功能模塊，其主要能夠實現數據的查詢整理；接入層的作用則是將通過物聯網收集到的信息數據進行轉發處理，強化物聯網通信作用。物聯網在電力通信網中的應用結構也由這四種層次組成，電力通信網能夠通過物聯網技術根據不同用戶的用電需求將資源進行合理分配，既能夠保證電力通信網的整體質量，也能夠進一步提升其應用效率。用戶也能夠根據自身權限使用手機、電腦等前端設備在電力通信系統中進行登錄，查詢電力通信相關應用信息數據。

3.2 建立電力通信信息模型

電力通信網通過利用物聯網技術建立電力通信信息模型，其感知層傳感器能夠對外界電力通信相關信息數據進行快速收集，而后將收集到的信息數據分析處理后傳到中心控制平臺，中心控制平臺能夠根據用戶需求對電力通信資源進行合理分配，同時如若在電力通信過程中出現各種問題的話，電力通信物聯網也能夠快速發現故障問題，并將有關情況反饋給工作人員，輔助工作人員將問題進行解決。電力通信信息模型對傳感器也有著較高的要求和標準，這主要是因為電力通信網所產生的相關信息數據數量是較為龐大的，電力信息傳輸距離通常以公里為單位進行計算，識別起來較為困難，如若傳感器質量水平達不到應有的標準，那么所采集到的數據精準度便無法得到保證，只有根據物聯網技術在電力通信網中的實際應用需求選用合適的傳感器，確保傳感器的運輸速率能夠滿足電力傳輸 需求，才能夠程度上保證電力通信工作順利的開展。

3.3 統一的通信規約

物聯網技術在電力通信網中進行應用的時候還需要注意建立統一的通信歸約，這主要是因為隨著城市發展的愈加迅速，電力需求量也是處于急劇增長狀態，在用戶需求增加的同時以往電力通信網所能夠發揮的作用受到了較大的局限性，電力系統逐漸呈現出無法滿足用戶用電需求的現象。利用SCSM 技術和 APCI 技術對網絡層的通信規約進行統一，電力通信物聯網將能夠直接對所有的需求數據進行采集，信息數據屬性的相同將會使得電力通信物聯網采集數據的困難度大幅度下降，而且不同用戶產生的需求信息均能夠在物聯網技術作用下被電力通信網快速的采集分析，電力設備之間的連接更加緊密，電力供給效率和質量得到有效提升。

3.4 高并發系統實現技術

電力通信網利用物聯網技術通過傳感器對底層數據進行收集，而后在通過承載網絡層對所收集到的信息數據進行分析處理，剔除掉無用信息數據，而后將剩下具有價值意義的數據信息分類傳輸到對應的服務模塊中。高并發系統實現技術便是物聯網技術中一種能夠控制傳感器統一接入的先進技術，即使電力通信網信息數據一直處于不斷增

長的狀態，但是在高并發系統實現技術的作用下，統一接入方式的穩定性能夠得到大幅度的提升，數據傳輸速率也會更加穩定一些，降低了因傳輸距離過遠導致信息數據丟失的可能性。物聯網技術在電力通信網中的應用從各個方面解決掉了現階段電力供給面臨的難點，在需求增長的同時電力供給效率和質量也有所提升。同時物聯網技術的應用也將傳統人力進行代替，降低了工作人員的工作壓力，實現了電力通信網的智能自動化運行，不斷推動著電力行業向智能化方向快速的發展。

4物聯網技術在電力通信網中的具體應用

4.1 在應急通信方面的應用

電力通信網在日常運行過程中可能會出現各種各樣的情況，當出現突發狀況時需要進行應急處理來促使電力通信快速恢復正常運行狀態。應急通信對工作人員的技術水平有著較高的要求和標準，工作人員需要在的時間內排查出電力通信網的故障位置和具體故障情況，而后采取相關有效措施對故障進行排除，確保電力通信網能夠快速恢復到正常運行狀態中。以往這種應急通信情況*終的處理結果均無法達到預期的目的，這主要是因為電力通信網覆蓋面積比較廣，出現故障依靠人力進行排查時比較困難，工作人員無法第一時間找出故障問題具體情況和故障發生位置，而且在處理故障的時候也需要較長的時間，工作人員對故障進行全面的檢查，才能夠繼續開展故障搶修工作。將物聯網技術應用到應急通信方面則能夠很好的解決這方面問題，通過物聯網技術能夠對電力通信網的所有線路全部進行實時監測。

4.2 在配電網通信方面的應用

電力通信網主要是為滿足城市發展、居民生活等用電需求，不同用戶的用電量是有所不同的，在電力設備安裝時需要選擇能夠滿足用戶用電需求的設備型號，而且傳統配電網技術也不是特別先進，無法實現單一模式的電力通信，只能夠使用光纖通信方式或者無線公眾網通信方式來進行配電網通信。其中光纖通信所產生的成本比較高，高昂的施工管理成本也就導致這種通信方式無法全范圍覆蓋應用；無線公眾網雖然也能夠實現電力通信的目的，但是其也比較容易受到其它因素的影響，如若自然天氣不好的話將會直接影響到無線公眾網的信號，這種不穩定性也自然使得其無法應用到配電網通信中。

4.3 在智能電網方面的應用

隨著 5G 時代的來臨，電力行業也向智能化方向不斷發展，智能電網已經成為了現階段電力行業的重要標志，而在智能電網中，物聯網技術同樣有著重要的應用。智能電網能夠將電力相關數據全部進行實時智能監測，自動分析不同用戶的用電需求數據，并為其配送對應的電力資源，實現電力資源的充分合理利用。

4.4 在電力設備管理方面的應用

4.4.1 在電力設備監測中的應用

電力設備是電力通信網正常運行的根本所在，只有保證所有電力設備都處于安全運行狀態中，才能夠確保整個電力通信網的正常運行，如若電力設備出現故障的話，那么電力通信網便不能夠對電力數據進行收集分析，電力資源也無法進行配送。而物聯網技術便能夠在電力設備的監測中能夠起到較為重要的應用作用，一方面是因為物聯網技術結合計算機網絡技術的應用能夠使得電力設備時刻處于監測狀態中，其所產生的所有運行數據都能夠被系統中心控制平臺進行有效的收集和分析，電力設備數據出現異常波動時，工作人員能夠立刻接受到反饋信息，對電力設備狀態進行查看；另一方面則是因為物聯網技術的應用可以使得整個電力通信系統不同設備之間的聯系更加緊密，通過物聯網技術對不同電力設備分別賦予相應的 RFID 標簽，這樣所有設備的運行數據都會在RFID標簽的標記

下更加直觀的被中心控制監測平臺統計到，電力設備在運行過程中出現故障，中心控制監測平臺能夠第一時間發現故障位置和具體故障情況，并通過監測到的數據分析故障原因，輔助工作人員快速的將故障進行解決。

4.4.2 在電力設備使用管理中的應用

電力設備使用壽命管理對于整個電力通信系統正常運行來說也有著較為重要的作用，而物聯網技術在電力設備使用壽命管理中則也能夠起到一定的應用作用。電力設備在不斷的運行過程中是會對自身造成一定程度損耗的，如若單純的依靠人力來進行電力設備檢修，電力設備存在的安全隱患無法被發現，而這也就導致工作人員不能夠及時掌握電力設備的使用情況，出現電力設備更換不及時導致電力通信網運行故障的現象。將物聯網技術應用到電力設備使用壽命管理中便能夠很大程度上避免這種情況的發生。

5 Acrel-EIOT能源物聯網云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯網開放平臺是一套基于物聯網數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯網傳感器，選配網關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業數據服務。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數據訪問。

（2）應用場所

本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統集成商、小型物業、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業能耗、智能燈塔、電力運維等領域。

（3）平臺結構

（4）平臺功能

電力集抄

電力集抄模塊可以實現對各種監測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環境友好。在智能化方面實現供配電監控系統的遙測'、遙信、遙控控制，對系統進行綜合檢測和統一管理；在數據資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內各設備運行（包括歷史和實時參數，并根據實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節約人力資源。

變壓器監控

配電圖

能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術，實現從能源數據采集、過程監控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理，使能源管理、能源生產以及使用的全過程有機結合起來，運用先進的數據處理與分析技術，進行離線生產分析與管理，實現全廠能源系統的統一調度，優化能源介質平衡、有效利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權限分配，查看系統日志等功能；

2）系統配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

5）售水管理：對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作；

6）報表中心：提供售電、售水財務報表、用能報表、報警報表等查詢，本系統所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出。

預付費看板

充電樁管理

通過物聯網技術，對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監控、運營分析、基礎數據管理等功能。

充電樁看板

智能照明

智能照明通過物聯網技術對安裝在城市各區域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態進行不間斷地數據監測，也可以實現定時開關策略配置及后臺遠程管理和移動管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節能減掛的效果。

監控頁面

安全用電

安全用電采用自主研發的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩余電流）進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，并將發現的各種隱患信息及時推送給企業管理人員，指導企業實現第一時間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現“防患于未然"的目的。

智慧消防

通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。補充了原先針對“九小場所"和危化品生產企業無法有效監控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"、用電管理“精細化"的實際需求。

（5）系統硬件配置

6結論

綜上所述，物聯網技術在電力通信網中的各個方面均有著較為重要的應用，通過物聯網技術對電力設備進行連接管控，實現電力通信網所有數據的實時監測、采集、分析和整合，根據用戶用電需求將電力資源進行合理分配，同時工作人員也能夠通過物聯網技術不斷加強電力設備的控制管理，能夠大程度上將電力設備的功能作用發揮出來。電力通信行業在未來發展的過程中時重要的還是需要加強人才隊伍的建設，只有保證工作人員的專業水平能夠達到應用需求，才能夠更好的將物聯網技術與電力通信網融合到一起，才能夠更好的通過物聯網來推動電力行業快速的發展。

參考文獻

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