智能电网中的物联网技术应用与发展 何英发

发表时间:2020/7/21   来源:《电力设备》2020年第9期   作者:何英发1 冯善强1 汪溢1 杨强2
[导读] 摘要:随着我国经济的飞速发展,城市用电量逐年增长。
        (1.广东电科院能源技术有限责任公司  广东广州  510000;2.广东电网有限责任公司电力科学研究院  广东广州  510000)
        摘要:随着我国经济的飞速发展,城市用电量逐年增长。为了满足社会发展的用电需求,电力企业必须加强电网运行状态的监测工作。物联网技术作为互联网技术的延伸,可以实现设备信息的快速获取及定位追踪。通过物联网技术与电网的有机结合,可以构建监测水平更高的智能电网,有利于提高我国电力行业的技术水平。物联网技术在智能电网中的应用,必须遵循科学的原则,注意架设时的技术要点,让物联网技术真正发挥预期作用。
        关键词:智能电网;物联网技术;电力行业
        引言
        随着工业化与信息化的不断推进,智能电网的建设已经成为我国电力行业的重要历史性工程,也是电网发展的必然趋势。作为新时代物物互联的信息载体,物联网技术是一种应用十分广泛的现实世界数字化技术。如何将物联网技术应用到智能电网的建设、通过物联网技术使智能电网中的信息传输快速、准确且安全稳定,是一个非常重要的课题。
        一、物联网技术对智能电网作用的基本框架
        1.1基础设施
        智能电网对基础设备的各项功能、性能要求较高,除了要求设备具备智能化的电力调配、保护能力,同时还应满足电网监测管理、数据分析归类与风险评估的需求。电网中的重要生产管理系统包括配电自动化系统、调度系统、电力营销系统、检修系统等。配电自动化系统主要负责数据录入与分析,自动校正数据库信息,完成数据更新并储存,然后实配电企业远程实时监控、协调和操作配电设备。调度系统主要负责电力调度,控制电力单位的用电限度并向用电单位提供电力,随着技术发展,调度系统也开始趋于智能化,走向智能监测管理模式。电力营销系统的主要作用是电力企业通过统计分析电力销售使用情况,对电力做出适当营销管理的企业体系系统。检修系统则是运用智能手段对电力运输、使用等情况实时监控,防止电网发生故障,并对电网进行一定的维修护理与反馈。
        1.2通讯网络
        在运行智能电网时,需要大量数据,包括设备实时运行状态数据、电力调度数据以及电网使用数据。因此,大量的数据要求使数据库与网络大数据发挥了作用。在网络大数据的支持下,数据的采集管理得以实现,大数据环境提供了开放实时的平台,使数据具有可分享交流的特质,同时适应了电网管理模式,提高了智能电网运行效率。
        为了保证数据的全面和精确,通讯网络系统以电力光纤网为主要网络设备,同时与物联网等技术相联系,数据采集、传输、储存更加灵活高效。
        1.3应用层面
        将物联网技术应用到智能电网中,以实现电网智能化的控制,并运用智能计算、模式识别等技术,完成对智能电网的高级应用与处理。电网智能技术的应用相对比较复杂,作为智能电网运行的核心环节,不仅负责电网日常运转功能,也对市场、行业发展做出许多建设性贡献。在采集数据与信息整合方面,智能电网要求建立高效开放的数据库平台,使数据流通更加方便快捷。在电网监控、管理、调度等方面,智能电网要求系统能实时监控电网运行情况,并具备一定的电网安全维护能力。


        二、物联网在智能电网中的应用
        物联网是一种通过互联网、传统电信网等信息承载体实现普通物体互联互通的网络,一般情况下物联网使用无线网络进行通信,通过物联网,中心计算机可以实时获取机器设备的当前信息,如温度、湿度、可用程度等,同时可以通过物联网实现节电设备的实时控制,当设备发生故障时可以通过远程操作实现节点设备的重启等操作。物联网将现实世界数字化,使得所有的物体都变成可以通过网络进行连接的信息节点,它已经被广泛的应用于工业制造、健康医疗、智慧城市、智能电网等诸多领域。
        电力系统包含电的生产、输送、配置、使用等诸多过程以及过程的监控,这期间需要使用大量的电力设备以及监控设备,为了保证单力系统各个组成部分如电源的升压变电所、输电线路、负荷中心变电所、配电线路等的安全、稳定、经济运行,必须要在不同层次上根据不同要求配置各类自动控制装置以及通信系统,组成信息与控制子系统,这些系统可以很好的实现生产过程与其他各环节的测量、调节、控制、保护、通信和调度,最终实现电力系统的安全与稳定。
        21世纪传感器设备不断的发展,由原来的固体传感器发展到现在的智能传感器,这些传感器设备不再是简单的监测装置,它已经变成了一种具有自诊断功能、记忆功能、多参量测量功能以及联网通信功能的人工智能设备,这就使得各种大型工业生产的各个环节得到很好的支持。附加上网络与各种计算机设备的蓬勃发展,以新型智能传感器为无力支持的物联网已经能够很好的完成电力系统这种复杂型系统的节点测量、控制以及故障自愈。在电力系统的各种监测与控制过程中,常用的传感器有电压传感器、温度传感器、压力传感器,等等,通过这些传感器的使用可以及时的获取电力系统各个环节中设备的电压电流以及工作环境,以保证电力系统设备能够正常稳定的工作。
        电力系统是一个无比巨大的系统,并且各个环节的危险性、不稳定性是无法人为干预的,特别是在各种环境无法控制的情况下,想要最大程度的保证电力系统安全稳定运行,不可能完全靠人力巡检,并且不可置疑的一个现实状况是,由于现代社会生产生活对电的需求呈现井喷式增长,即便是人力巡检也无法实现各个环节的无故障保障以及瞬时故障恢复。物联网的快速发展为电力系统的诸多问题带来了解决希望,传统模式下许多控制系统只是对电力生产传输等环节做直接的控制管理,而物联网却可以进一步的实现对控制系统的监管,这样一来,不管是直接参与生产环节上的节点设备与过程,还是附属于主业务的节电设备与工作,都可以实现实时的监管,尤其是实现电力系统每一个环节的自检与自愈,使得电力系统更加完善与健全,从生产到使用每一个环节都能够得到有效的保障。
        三、物联网技术下智能电网的发展前景
        目前,智能电网和物联网产业的发展已提升到国家经济发展的战略决策层面,随着智能电网和物联网技术的不断发展,二者相辅相成,已初步形成强大的价值创造平台,具备广阔的应用于发展前景。基于物联网技术的智能电网更加安全、高效、经济、便捷,具备更高的安全性以及更强的抗故障、防御灾害能力,未来智能电网将成为电网技术发展的主流,而物联网技术必将在智能电网领域发挥更大的作用。
        四、结语
        智能电网中加入物联网技术,可以提高智能电网的监测水平,提升巡检效率,同时,有利于减少巡检成本。通过物联网技术在智能用电系统中的应用,可以实现供电方与用电者的互动,满足用户用电需求,提高电网运行的安全性。
        参考文献
        [1]AtzoriL,IeraA,MorabitoG.TheInternetofThings:Asurvey[J].ComputerNetworks,2010,54(15):2787-2805.
        [2]唐明双.物联网技术在智能电网中应用研究[J].黑龙江科学,2017,8(24):74-75.
        [3]朱敬彬.面向智能电网的物联网技术应用及安全威胁研究[J].现代信息科技,2017,1(5):92-94.
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