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摘要:智能电网是物联网技术重要的应用领域之一,本文着重介绍了物联网、智能电网的相关概念,总结出了物联网的基本特征,提出了物联网在智能电网中应用的基本架构,在智能电网中应用物联网技术,可以促进智能电网与物联网的相互渗透和深度融合,使智能电网在信息化、安全运行、供电可靠性等方面得到较大提高。最后探讨了物联网技术在智能电网中的应用
关键词:物联网技术;智能电网;应用
0 引言
物联网起源于由RFID(Radio FrequencyIdentification,射频识别)技术对客观物体所进行的表示并利用网络进行数据交换这一概念,通过不断的补充、完善,最终逐渐形成的。随着智能电网及物联网概念的提出,立即受到了全球的重视,在社会发展需求的推动下,迅速覆盖全球。通过物联网技术在智能电网中的应用,能够极大提高智能电网运行的可靠性及稳定性,使电网的架构更加灵活、自愈功能更加完善,同时也极大降低了电网运行维护过程中的难度,对电网的运行及发展具有重要作用。
1.物联网
1.1 概念
物联网是指通过传感器技术、射频技术、全球定位系统等技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电等各种需要的信息,通过各种可能的网络接入,实现物与物、物与人的泛在链接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。
“物联网”概念的正式确定是在2005 年。2005 年国际电信联盟(ITU)在突尼斯举行了信息社会世界峰会(WSIS),在大会上发布了ITU Internet reports 2005—the Internet ofthings,该报告介绍了物联网的概念、特征、相关技术、面临的挑战与未来的市场机遇。国际电信联盟在报告中指出,我们正处于一个新的通信时代的边缘,信息与通信技术(ICT)的目标不能仅仅满足人与人之间的沟通,应该发展到了实现人与物、物与物之间的连接,无处不在的物联网互联网通信时代即将到来。物联网会使人类在通信与信息技术的海洋里获得一种新的沟通方式,可以把任何时间、任何地点、连接任何人的方法,扩展到连接任何物品,物联网的核心就是万物的连接。
1.2 特征
从通信对象和过程来看,物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。整体感知。可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。可靠传输。通过对互联网、无线网络的融合,将物体的信息实时、准确的传送,以便信息的交流、分享。智能处理。使用各种智能技术,对感知和传送到的数据、信息进行分析处理,实现监测与控制的智能化。
2 物联网技术在智能电网中的应用
现阶段,智能电网已经具备较高的信息化、数字化及自动化水平。其核心是信息管理平台的网络通信技术,它对保证电网各项工作之间的相互协调开展具有重要意义。因此,将物联网技术应用到智能电网中,能够有效提高信息传输的及时性和准确性,保证信息数据的安全稳定传输,为电力系统的智能化管理提供了可靠的数据支持。
2.1 配电房远程监控信息系统
配电房远程监控信息系统通过分布式的采集分布于不同的区域配电房的温度、适度、水浸等情况,同时还能监测风扇空调等设备的工作状态以及配电房各种配电设备的运行状态。通过利用物联网将收集的监测数据统一上传到监控中心,实现对配电系统的实时在线监测管理、数据记录、报警管理机故障管理等功能。物联网的应用能够使管理人员及时发现电力系统中存在的问题,并为问题的解决提供有力的数据支持。
2.2 变电站人员、工具定位系统
物联网能够构建区域定位系统, 它能够对变电站人员进行高精度定位、工作人员行进过程中的合法区域预设及跟踪确认、间隔的自动识别、对误入间隔及危险工区进行提前预警等,这些功能能够有效保障變电站管理人员的人身安全。同时,还能够实现对变电站工具进行自动检测的功能,随时对工具的当前位置进行定位,并监测其健康状况以及库存情况等。通过物联网构建远程监督子系统,使各个部门能够根据系统预设的权限对工作人员及工具的相关信息进行查询。
2.3 配电网地沟电缆故障诊断
由于地沟电缆埋设在地下一定深度的地方,信号线缆部署不方便,且不支持GPRS等无线通信方式,因此可以采用以无线传感器网络为核心的物联网技术,实现对地沟线缆分布式数据信息的采集,同时通过网络进行汇总,然后传输到监控中心进行分析处理。对监测数据的处理主要是对线缆的局部放电情况、接地电流以及电缆本身的温度等信息进行分析处理,然后根据分析结果对地沟电缆的运行状态进行综合评估。通过对以上信息的监测,能够获得较为全面的地沟电缆运行状态信息。通过将不同的指标进行融合,可以对电缆的绝缘状态及劣化趋势进行全面的评估,从而作出有效的处理和维护,保证电力系统的稳定运行。
数据处理部分主要是结合线缆局部放电、电缆金属护层接地线电流、电缆本体和接头温度等信息,对电缆的运行状态进行综合判定。通过对上述电缆状态指标的监测,获得对电缆,特别是电缆的绝缘状态较为全面的描述。通过将不同指标的信息融合,能够对电缆的绝缘状态以及绝缘劣化的发展趋势做出评估,获得完整的状态分析结果,系统结构如图1所示。
2.4 围界报警
在电力企业中,一些核心的部门以及安全等级要求较高的区域,通常是禁止普通员工随意进入的,为了避免外来人员的随意进入,通常会在其外围区域安装各种监控设备对外围区域的情况进行监控,但是这种必须要由监控人员进行全天候执勤,如果监控人员离开,则无法实现其应有的监控效果。针对这一情况,可通过物联网技术建立以无线传感器网络为基础的围界报警系统,它能够很好的解决传统监控中的问题,同时还能够有效节省人力资源,其高度的隐蔽性,也为监控工作提供了极大的方便。
3 关于智能电网的发展建议
出于安全方面考虑,并参考国外同行先进经验,智能电网的通信网应是电力通信专网,随着电网的扩建,电力企业必须采取身份认证、使用防火墙、病毒防护等有效的安全措施确保电网的安全可靠运行,同时,要坚决实施“环保优先”、“节能优先”战略,将智能电网建设规划上升为国家中长期发展战略规划,具体说包含以下几点:1)突破体制和机制障碍,健全法律法规,大幅度提高新能源在整个能源消费中的比例;2)加大宣传力度,有效开展多方位的主题传播活动,形成有利的外部环境;3)开展国际合作,学习并引进国外先进管理经验,为我国企业的海外市场拓展打下基础;4)尽快制定智能电网标准,促进产业快速有序发展,并掌握国际标准制定的主动权;5)推进电价改革,建立灵活高效的电价机制。
4 结论
纵观当今的电力发展,将物联网技术引进智能电网的建设和管理中去已是大势所趋,由于智能电网的信息化、互动化和自动化等要求,在智能电网中融入物联网技术也是智能电网发展的必然选择。通过技术融合,能够极大地节约基础设施资源建设,提高电力应用的安全性和可靠性,降低设备损耗,提高电能的传输率和使用率。当然任何事物都具有两面性,特别是物联网作为新兴技术,在智能电网领域的运用尚处于探索阶段,物联网技术在帮助电网提高智能化的同时,也为电网带来了一定的安全保护问题,要解决这些问题,离不开政府的支持与协调。
[参考文献]
[1] 张鸿涛,徐连明,等. 物联网关键技术及系统应用[M]. 北京:机械工业出版社,2012.
[2] 饶威,丁坚勇,李锐. 物联网技术在智能电网中的应用[J]. 华中电力,2011,(2).
[3] 李祥珍,刘建明. 面向智能电网的物联网技术及其应用[J]. 电信网技术,2010,(8).
关键词:物联网技术;智能电网;应用
0 引言
物联网起源于由RFID(Radio FrequencyIdentification,射频识别)技术对客观物体所进行的表示并利用网络进行数据交换这一概念,通过不断的补充、完善,最终逐渐形成的。随着智能电网及物联网概念的提出,立即受到了全球的重视,在社会发展需求的推动下,迅速覆盖全球。通过物联网技术在智能电网中的应用,能够极大提高智能电网运行的可靠性及稳定性,使电网的架构更加灵活、自愈功能更加完善,同时也极大降低了电网运行维护过程中的难度,对电网的运行及发展具有重要作用。
1.物联网
1.1 概念
物联网是指通过传感器技术、射频技术、全球定位系统等技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电等各种需要的信息,通过各种可能的网络接入,实现物与物、物与人的泛在链接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。
“物联网”概念的正式确定是在2005 年。2005 年国际电信联盟(ITU)在突尼斯举行了信息社会世界峰会(WSIS),在大会上发布了ITU Internet reports 2005—the Internet ofthings,该报告介绍了物联网的概念、特征、相关技术、面临的挑战与未来的市场机遇。国际电信联盟在报告中指出,我们正处于一个新的通信时代的边缘,信息与通信技术(ICT)的目标不能仅仅满足人与人之间的沟通,应该发展到了实现人与物、物与物之间的连接,无处不在的物联网互联网通信时代即将到来。物联网会使人类在通信与信息技术的海洋里获得一种新的沟通方式,可以把任何时间、任何地点、连接任何人的方法,扩展到连接任何物品,物联网的核心就是万物的连接。
1.2 特征
从通信对象和过程来看,物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。整体感知。可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。可靠传输。通过对互联网、无线网络的融合,将物体的信息实时、准确的传送,以便信息的交流、分享。智能处理。使用各种智能技术,对感知和传送到的数据、信息进行分析处理,实现监测与控制的智能化。
2 物联网技术在智能电网中的应用
现阶段,智能电网已经具备较高的信息化、数字化及自动化水平。其核心是信息管理平台的网络通信技术,它对保证电网各项工作之间的相互协调开展具有重要意义。因此,将物联网技术应用到智能电网中,能够有效提高信息传输的及时性和准确性,保证信息数据的安全稳定传输,为电力系统的智能化管理提供了可靠的数据支持。
2.1 配电房远程监控信息系统
配电房远程监控信息系统通过分布式的采集分布于不同的区域配电房的温度、适度、水浸等情况,同时还能监测风扇空调等设备的工作状态以及配电房各种配电设备的运行状态。通过利用物联网将收集的监测数据统一上传到监控中心,实现对配电系统的实时在线监测管理、数据记录、报警管理机故障管理等功能。物联网的应用能够使管理人员及时发现电力系统中存在的问题,并为问题的解决提供有力的数据支持。
2.2 变电站人员、工具定位系统
物联网能够构建区域定位系统, 它能够对变电站人员进行高精度定位、工作人员行进过程中的合法区域预设及跟踪确认、间隔的自动识别、对误入间隔及危险工区进行提前预警等,这些功能能够有效保障變电站管理人员的人身安全。同时,还能够实现对变电站工具进行自动检测的功能,随时对工具的当前位置进行定位,并监测其健康状况以及库存情况等。通过物联网构建远程监督子系统,使各个部门能够根据系统预设的权限对工作人员及工具的相关信息进行查询。
2.3 配电网地沟电缆故障诊断
由于地沟电缆埋设在地下一定深度的地方,信号线缆部署不方便,且不支持GPRS等无线通信方式,因此可以采用以无线传感器网络为核心的物联网技术,实现对地沟线缆分布式数据信息的采集,同时通过网络进行汇总,然后传输到监控中心进行分析处理。对监测数据的处理主要是对线缆的局部放电情况、接地电流以及电缆本身的温度等信息进行分析处理,然后根据分析结果对地沟电缆的运行状态进行综合评估。通过对以上信息的监测,能够获得较为全面的地沟电缆运行状态信息。通过将不同的指标进行融合,可以对电缆的绝缘状态及劣化趋势进行全面的评估,从而作出有效的处理和维护,保证电力系统的稳定运行。
数据处理部分主要是结合线缆局部放电、电缆金属护层接地线电流、电缆本体和接头温度等信息,对电缆的运行状态进行综合判定。通过对上述电缆状态指标的监测,获得对电缆,特别是电缆的绝缘状态较为全面的描述。通过将不同指标的信息融合,能够对电缆的绝缘状态以及绝缘劣化的发展趋势做出评估,获得完整的状态分析结果,系统结构如图1所示。
2.4 围界报警
在电力企业中,一些核心的部门以及安全等级要求较高的区域,通常是禁止普通员工随意进入的,为了避免外来人员的随意进入,通常会在其外围区域安装各种监控设备对外围区域的情况进行监控,但是这种必须要由监控人员进行全天候执勤,如果监控人员离开,则无法实现其应有的监控效果。针对这一情况,可通过物联网技术建立以无线传感器网络为基础的围界报警系统,它能够很好的解决传统监控中的问题,同时还能够有效节省人力资源,其高度的隐蔽性,也为监控工作提供了极大的方便。
3 关于智能电网的发展建议
出于安全方面考虑,并参考国外同行先进经验,智能电网的通信网应是电力通信专网,随着电网的扩建,电力企业必须采取身份认证、使用防火墙、病毒防护等有效的安全措施确保电网的安全可靠运行,同时,要坚决实施“环保优先”、“节能优先”战略,将智能电网建设规划上升为国家中长期发展战略规划,具体说包含以下几点:1)突破体制和机制障碍,健全法律法规,大幅度提高新能源在整个能源消费中的比例;2)加大宣传力度,有效开展多方位的主题传播活动,形成有利的外部环境;3)开展国际合作,学习并引进国外先进管理经验,为我国企业的海外市场拓展打下基础;4)尽快制定智能电网标准,促进产业快速有序发展,并掌握国际标准制定的主动权;5)推进电价改革,建立灵活高效的电价机制。
4 结论
纵观当今的电力发展,将物联网技术引进智能电网的建设和管理中去已是大势所趋,由于智能电网的信息化、互动化和自动化等要求,在智能电网中融入物联网技术也是智能电网发展的必然选择。通过技术融合,能够极大地节约基础设施资源建设,提高电力应用的安全性和可靠性,降低设备损耗,提高电能的传输率和使用率。当然任何事物都具有两面性,特别是物联网作为新兴技术,在智能电网领域的运用尚处于探索阶段,物联网技术在帮助电网提高智能化的同时,也为电网带来了一定的安全保护问题,要解决这些问题,离不开政府的支持与协调。
[参考文献]
[1] 张鸿涛,徐连明,等. 物联网关键技术及系统应用[M]. 北京:机械工业出版社,2012.
[2] 饶威,丁坚勇,李锐. 物联网技术在智能电网中的应用[J]. 华中电力,2011,(2).
[3] 李祥珍,刘建明. 面向智能电网的物联网技术及其应用[J]. 电信网技术,2010,(8).