物联网的最初概念产生于1999年。物联网（Internet of Things）就是“物物相连的互联网”。物联网是通过射频识别（RFID）装置、GPS、传感器系统与传感器网络等信息传感手段，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义[17]。
智能电网和能源网从根本上讲是将信息技术与传统电网高度“融合”，从而极大地提升电网的信息感知、信息互联和智能控制能力，提高电网品质，实现各种新的应用。因此，它需要进行大量信息采集，并通过庞大通信网络，形成实时、高速、双向的信息流，采用开放的系统和共享的信息模式，促进电力流、信息流、业务流的高度融合和统一，以保证整个电力系统及相关环节的正常运行，支撑各类业务正常运转。智能电网和能源网完全可以利用依靠物联网所建立的数量庞大的终端传感器等采集设备，从输配电侧到用电侧的各类设备上采集所需数据信息，同时将这些数据信息通过物联网和其上层的互联网技术进行传递和交换，为智能电网和能源网的各种应用提供数据支持，有效整合通信基础设施资源和能源基础设施资源，使信息通信基础设施资源服务于能源系统运行，将能有效地为电网中发电、输电、变电、配电、用电等环节提供重要技术支撑，为国家节能减排目标做出贡献。因此物联网完全可以成为推动智能电网发展的重要技术手段。
1.物联网技术概述
物联网是指在物理世界的实体中，部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的嵌入式芯片和软件，使之成为智能物体，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现物与物、物与人之间的互联。具体来说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。它是一种“万物沟通”的，具有全面感知、可靠传送、智能处理特征的，连接物理世界的网络，可实现任何时间、任何地点及任何物体的连接，使人类可以用更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产率水平，改善人和自然界的关系，从而提高整个社会的信息化能力。物联网作为一种“物物相连的互联网”，无疑消除了人与物之间的隔阂，使人与物、物与物之间的对话得以实现。整个物联网的概念涵盖了从终端到网络、从数据采集处理到智能控制、从应用到服务、从人到物等方方面面，涉及射频识别装置、WSN、红外感应器、全球定位系统、Internet与移动网络、网络服务、行业应用软件等众多技术。在这些技术当中，又以底层嵌入式设备芯片开发最为关键，来引领整个行业的上游发展。
2.物联网的技术框架
基于ITU的架构，物联网的技术体系框架包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术。若以电信网的架构来看，主要是向下多了一个感知延伸层，上面多了更多的应用。
（1）感知层
数据采集和感知主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。物联网的数据采集涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。传感器网络组网和协同信息处理技术实现传感器、RFID等数据采集技术所获取数据的短距离传输、自组织组网以及多个传感器对数据的协同信息处理过程。
（2）网络层
实现更加广泛的互联功能，能够把感知到的信息无障碍、高可靠、高安全地进行传送，这需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。虽然这些技术已较为成熟，基本能满足物联网的数据传输要求；但是，为了支持未来物联网新的业务特征，现在传统传感器、电信网、互联网可能需要做一些优化。
（3）应用层
应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层。其中，应用支撑平台子层用于支撑跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通等功能；应用服务子层包括智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力、环境监测和工业监控等行业应用。
（4）公共技术
公共技术不属于物联网技术的某个特定层面，而是与物联网技术架构的3层都有关系，它包括标识与解析、安全技术、网络管理和QoS管理。
由此可见，“全面感知、可靠传送和智能处理”是物联网必须具备的3个重要特征，也是“智慧地球”所期望的“更彻底的感知、更全面的互联互通、更深入的智能化”之核心所在。
3.智能电网和能源网的物联网技术应用
智能电网和能源网的各个环节及各种电力设备，物联网都会在其发展中起到非常重要的作用。在以下几个环节中，物联网将会促进智能电网和能源网的智能化进程。
（1）发电与储能
智能发电环节大致分为常规能源、新能源和储能技术这3个重要组成部分。物联网技术的应用可以提高常规机组状态监测的水平，实现快速调节和深度调峰，能够有效地推进电源的信息化、自动化和互动化，促进机网协调发展。结合物联网技术，研发集实时监视、趋势预测、在线调度、风险分析为一体的水库智能调度系统，提高水能利用率；基于物联网技术，研究风电、光伏发电等新能源发电及其并网技术，实现新能源和电网的和谐发展；基于物联网技术，研究电动汽车充放电管理与调度系统。物联网技术同样有助于开展钠硫电池、液流电池、锂离子电池的模块成组、智能充放电、系统集成等关键技术研究。(www.xing528.com)
（2）输电
输电环节是智能电网中一个极为重要的环节，目前已经开展了许多相关的工作，但仍然存在许多问题，主要有电网结构仍然薄弱，设备装备和健康水平仍有待提升；设备检修方式较为落后；系统化的设备状态评价工作刚刚起步。电网技术改造可以结合物联网技术，提高一次设备的感知能力，并很好地结合二次设备，实现联合处理、数据传输、综合判断等功能，提高电网的技术水平和智能化程度。输电线路状态检测是输电环节的重要应用，主要包括雷电定位和预警、输电线路气象环境监测与预警、输电线路覆冰监测与预警、输电线路风偏在线监测与预警、输电线路图像与视频监控、输电线路运行故障定位及性质判断、绝缘子污秽监测与预警、杆塔倾斜在线监测与预警等方面。这些方面都需要物联网技术的支持，包括这种传感器技术、分析技术和通信技术等。
（3）变电
变电环节目前已经开展了设备状态检修、资产全寿命管理研究和变电站综合自动化建设。主要存在的问题有设备装备和健康水平仍不能满足建设坚强电网的要求；变电站自动化技术尚不成熟；智能化变电站技术、运行和管理系统尚不完善；设备检修方式较为落后；系统化的设备状态评价工作刚刚起步。利用物联网技术可将重要设备的状态通过传感器上传到管理中心，实现对设备状态的实时监测和预警，提前做好设备更换、检修、故障预判等工作。近年来，随着数字化技术的不断进步和IEC-61850标准在国内的推广应用，变电站综合自动化的程度也越来越高。将物联网技术应用于变电站的数字化建设，可以提高环境监控、设备资产管理、设备检测、安全防护等应用水平。
（4）配电
物联网在配电网的应用主要包括对配电网关键设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息的感知与监测，配电网设备安全防护预警和对配电网设备故障的诊断评估和配电网设备定位检修等方面。目前，我国配电网设备的检修方式还普遍落后，有必要使用先进的物联网技术实现突破。例如配电网现场作业管理，物联网技术在配电网现场作业管理的应用主要有身份识别、电子标签、电子工作票、环境信息监测、远程监控等。基于物联网的配电网现场作业管理系统能真正实现调度指挥中心与现场作业人员的实时互动。
（5）用电
智能用电环节是用户感知和体验智能电网的重要载体。随着智能电网的发展，电网与用户交互双向互动化、供电可靠率与用电效率要求的逐步提高，分布式电源、微网及电动汽车充放电系统接入电网。因此，迫切需要研究与之相适应的物联网关键支撑技术，以适应不断扩大的用电需求与不断转变的用电模式。物联网技术在智能用电环节拥有广泛的应用空间，主要有智能表计及高级量测、智能插座、智能用电交互与智能用电服务、电动汽车及其充电站的管理、绿色数据中心、能效监测与电力需求侧管理等。
（6）基于物联网的电力资产管理
目前，电力企业对资产的管理仍然是以粗放式为主，这种粗放式管理存在很多问题，如资产价值管理与实物管理脱节、设备寿命短、更新换代快、技改投入大、维护成本高。随着智能电网的建设，发、输、变、配、用电设备数量迅速增多且运行情况更加复杂，加大了集约化、精益化资产全寿命管理实施的难度。利用物联网技术能够实现自动识别目标对象并获取数据，可为实现电力资产全寿命周期管理、提高运转效率、提升管理水平提供技术支撑。
（7）智能化电力设备
智能化电力设备能以数字方式全面提供系统的各种状态信息，并具有自我诊断和自适应的控制能力。物联网可在以下几个方面实现电力设备智能化：
1）信息感知。物联网技术可有效实现电量和非电量监测信号的分布式传感、传输与处理，进而实现电流的非接触测量。
2）智能诊断。对电力设备状态进行检测与故障诊断，是提高设备可靠性、保障系统安全运行的重要途径。物联网技术可在信号采集、信号传输、信号处理等方面辅助智能诊断的实现。
3）智能操作。研究不同工况下的开关最佳运动特性，及基于数字化的实现方法和技术，这就是电力设备的智能操作。物联网技术可以实现智能操作中的实时状态采集、操作模式决策等功能。
4）信息交互网络。信息交互网络是智能电网的基本环节和纽带。物联网的无线组网技术可应用到电力设备较集中的环境中，利用无线通信技术简化系统构成，使得根据需要灵活自动重构网络，提高了供配电系统的安全性和可靠性。
图5-4-20 速度控制方式标准接线
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