面向智能電網的物聯網技術及其應用

2013-12-20 11:13:27 電力信息化　點擊量：評論 (0)

　　物聯網的飛速發展得到了社會各界的廣泛關注，國家電網公司高度重視物聯網的研究和應用，本報特刊登物聯網知識普及文章，以饗讀者。　　物聯網是指物物相連的互聯網，通過傳感器、射頻識別、全球定位系統等技

　　物聯網的飛速發展得到了社會各界的廣泛關注，國家電網公司高度重視物聯網的研究和應用，本報特刊登物聯網知識普及文章，以饗讀者。

　　物聯網是指“物物相連的互聯網”，通過傳感器、射頻識別、全球定位系統等技術，采集任何被測物的聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種信息，并通過各類可能的網絡接入，實現物與物、物與人的廣泛連接，實現被測物的智能化感知、識別、交互和管理。物聯網可應用于軍事、智能交通、數字家庭、食品安全、旅游服務、城市公共管理、現代物流、生產制造、醫療健康等多個領域。

　　智能電網與物聯網作為具有重要戰略意義的高新技術和新興產業，已引起世界各國的高度重視，我國政府不僅將物聯網、智能電網上升為國家戰略，并在產業政策、重大科技項目支持、示范工程建設等方面進行了全面部署。應用物聯網技術，智能電網將會形成一個以電網為依托，覆蓋城鄉各用戶及用電設備的龐大的物聯網絡，成為“感知中國”的最重要基礎設施之一。智能電網與物聯網的相互滲透、深度融合和廣泛應用，將能有效整合通信基礎設施資源和電力系統基礎設施資源，進一步實現節能減排，提升電網信息化、自動化、互動化水平，提高電網運行能力和服務質量。智能電網和物聯網的發展，不僅能促進電力工業的結構轉型和產業升級，更能夠創造一大批原創的具有國際領先水平的科研成果，打造千億元的產業規模。

物聯網的基本架構

融合智能電網應用的物聯網主要分為感知層、網絡層和應用層。

　　感知層包括感知控制子層和通信延伸子層。感知控制子層是對物理世界感知、識別、信息采集的各類傳感器。通信延伸子層是將物理實體聯接到網絡層和應用層的通信終端模塊或延伸網絡。智能電網通過感知控制子層實現各環節電氣量、非電氣量、微環境等信息的采集，并通過通信延伸子層接入物聯網的網絡層。

　　網絡層包括接入網和核心網，實現感知層與應用層間信息的傳遞、路由和控制。鑒于智能電網對數據安全、傳輸可靠性及實時性的嚴格要求，物聯網的信息傳遞、匯聚與控制主要依托電力專用通信網實現，在不具備條件或特殊條件下也可借助公網。

　　應用層包括應用基礎設施/中間件和各種應用。應用基礎設施/中間件是實現信息存儲、計算的基礎設施，為各種應用提供技術支撐。應用層通過先進的信息分析處理技術實現電網智能化的決策、控制和服務。

智能電網中的物聯網應用

　　物聯網技術將進一步助力智能電網的實現，如設備狀態的預測和調控，資產全壽命周期管理的輔助決策，電網與用戶間的智能互動等。

　　利用物聯網技術，通過在常規機組內布置各種傳感器掌握機組運行狀態，包括各種技術指標與參數，可提高常規機組運行維護水平;通過在壩體部署壓力傳感器群監測壩體變形情況，規避水庫調度風險;通過各類氣象傳感器實時采集風電場、光伏發電廠的風速、風向、溫度、濕度、氣壓、降雨、輻射等微氣象信息，實現新能源發電的監控和預測。

　　利用物聯網技術，通過各類傳感器監測輸變電設備的微氣象環境、線路覆冰、導線微風振動幅度、導線溫度與弧垂、輸電線路風偏、桿塔傾斜度、圖像視頻、絕緣子污穢度等信息，與電網運行信息進行融合、分析，及時發現并消除缺陷，提高電網運行水平。

　　利用物聯網技術，通過在桿塔、輸電線路或重要設備上部署各種傳感器，實現目標識別、侵害行為的有效分類和區域定位，提高電力設備全方位防護水平。

　　利用物聯網技術，通過傳感器監測電力現場作業人員、設備、環境等方面信息，實現智能化互動，減少誤操作風險和安全隱患，提高作業效率和安全性。

　　利用物聯網技術，能及時獲知用戶側需求，有助于實現智能用電雙向交互服務、智能家居、家庭能效管理、分布式電源接入以及電動汽車充放電，提高供電可靠性和用電效率，并為節能減排提供技術保障。

　　利用物聯網技術，通過傳感器實時感知電動汽車運行狀態、電池使用狀態、充電設施狀態以及當前網內能源供給狀態并進行綜合分析，實現對電動汽車、電池、充電設施、人員及設備的一體化集中管控、資源的優化配置。

　　利用物聯網技術，通過各類傳感器監測電力設備的全景狀態信息，評估設備狀態并預估壽命，為周期成本最優提供輔助決策等功能，實現電力資產全壽命周期管理，提高電網運行水平、管理水平。

　　智能電網和物聯網的深度融合發展不僅能加強電廠、電網以及用戶間的互聯互動，提高電網信息化、自動化、互動化水平，也將使生活更智能、更節能，極大提升生活品質。