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摘要:时代在发展,科技在进步。物联网作为一项当前阶段新兴的科技含量十足的网络技术,已经受到社会的广泛关注和重视。当前阶段,电力通信、信息系统已经逐步覆盖供电厂、电网、变电站等场所,并且根据所需业务的不同内容以及不同方向建立了综合数据网络、传输网络、调度数据网络等,全面实现通信网络各个层面的互通互联,逐步实现物体之间通信。本文就物联网技术及其在电力系统通信中的组成架构、关键技术以及应用策略进行了一定分析,以供参考。
关键词:物联网技术;电力系统通信;关键技术
1 引言
物联网和5G信息时代的到来,标志着信息化推动工业化发展到达了一个新的阶段。目前物联网融合4G通信技术的应用已在电力行业各个领域悄然兴起。在电力设备检修维护中,智能巡检、远程状态检修、VR视频培训等技术已日趋成熟完善。随着5G网络通信技术即将应用,势必将对传统的电力检修将带来巨大的变革和影响。结合目前已发展出的新技术及产品,从电力智能巡检、状态检修以及远程监控、培训等方面的应用,对即将到来的物联网融合5G技术在电力检修中的应用进行探讨和展望。
2 物联网技术
物联网定义:通过二维码识读设备、射频识别装置、红外感应器和GPS等设备,按照协议把任何物品与互联网相连接并进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、监控和管理的一种网络。物联网的核心和基础仍然是互联网,是互联网延伸和扩展的网络。物联网的关键技术包括传感器技术、GPS、射频识别,嵌入式系统技术等。电力系统设备的状态监测检查,有大量传感测量和数据信息交互处理,在检修实施环节需要进行信息及检修数据收集识别比对,加上智能化检修机器人和设备应用,需要进行远程的精确控制和操作,使物联网技术在电力检修中有很大的发展空间。
3 物联网技术的关键核心
据调研,国际电联报告中明确标注了关于现阶段物联网4项关键核心技术,分别为对事物进行标识的RFID射频识别技术、对事物进行感知的传感网络技术、对事物进行思考的智能技术以及对事物进行微缩的纳米技术。具体地,REID射频识别技术可以借助射频信号进行自动识别以及搜集信息等各项工作,其优点是在任何恶劣环境下都能够进行非接触式的各项自动识别工作。无线传感器网络从技术层面来讲,是一项涵盖搜集信息、处理信息以及传送信息一体化的先进网络信息系统,其最大优势为功耗较低且便于移动和铺设。传感器网络技术主要内容核心为对各类测试技术(网络化测试技术)进行系统研究,这一技术正在进行自我检测以及自我控制等方面的不断升级,变得更加可靠安全。智能技术有效的赋予物体相应智能性,并且能够充分对物体各种现状进行综合分析,第一时间做出反应,落实相关处理工作。纳米技术的主要涵盖纳米体系物理学、纳米材料学、纳米化学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加r学、纳米力学七大学科,这七大学科在现阶段可以总体归纳为纳米材料、纳米尺度的表征和检测以及纳米器件这三大科研领域。
4 电力通信技术在物联网中的应用
4.1 感知技术
泛在电力物联网实现对电力系统的整体把控以及相关数据的获取,都是在动态或静态的数据感知分析基础上完成的。电力系统的数量及运行状态多而复杂,因此对感知技术及传感器的性能提出了很高要求。为了感知电力系统运行状态的准确性、精细性及全面性,需要利用先进的传感理论,研发新的传感技术,提高性能的稳定性与可靠性,为电力系统的控制与协调提供数据支撑。此外,新型的微型传感器具有损耗低和适应性高的特性,能适应电力系统中特殊的应用场合。为了解决物联网终端越来越小规模化、功能单一化的问题,需要通过物联代理及边缘计算等先进的智能技术完成终端与终端之间的分工与协作。
4.2 客户侧信息模型
客户侧泛在电力物联网根据资产的类型,其特征包括能源的生产、消费、存储能力,客户侧的设备或系统的操作模式,如开启、关闭、爬坡等测量和控制能力等。目前,绝大部分信息还是通过DR业务系统静态配置的方式来完成,迫切需要从协议层面完成控制逻辑和控制指令的转换。语义模型可以支撑参与DR业务的能源资产设施和自动化操作,未来将被即插即用的设备所取代,设备的类型和属性可以直接被自动化系统所获知,而无需操作者单独输入。适配器用于支撑电网侧基于IEC-CIM国际标准与客户侧非CIM的相关标准进行互操作,以解决电网侧与客户侧接口标准不统一、不兼容等问题。DR业务系统与其他电力信息化系统之间通过扩展CIM信息模型进行交互,使各系统之间能够通过公用的语法、语义互通。目前我国发布的《电力需求响应信息模型》系列标准,虽然最初设计是为电力需求响应业务服务的,但是该标准除了定义电力需求响应信息模型建模原则、各类需求响应设备之外,还定义了数据类型、业务系统与家电云平台的交互内容、接口方式等,同时还规范了客户侧代表性资源的信息描述方式,将支撑我国客户侧泛在电力物联网资源库的构建,通过提高用电设备互联互通能力,为进一步扩大客户侧泛在电力物联网试点规模提供支撑。
4.3 设备检修监控方面的应用
安全作业是电力检修的重要基础,目前的大型基建项目和部分电力企业都应用了基于物联网技术打造的作业安全监控和管理系统。如采用指纹或脸部智能识别的生产准入控制,精确到每个检修人员的作业定位管理,重点作业现场的360°高清视频监控系统等新技术,能有效实施安全监督管理,及早发现安全隐患,代替了传统的人员人盯人,严防死守的安全监管模式。另外,利用物联网技术在检修质量把控上,实现在线远程视频监控,可以远程对设备返修作业的安全、质量、进度进行掌控,局部修理重要环节的高清视频摄传输和智能传感器在线监测相关数据,可以进行远程质量见证点的见证,设备检修的质量有保障,有效减少了人员到厂监造、监装的频次,降低人力、财力投入,节省检修成本。
4.4 数据采集与智能化运用
首先是数据信息实景化。泛在电力物联网通过大数据、人工智能等方式发掘数据的价值,并进行数据情景化,强化以客户为中心的服务宗旨,促进泛在电力物联网的建设发展。其次是为了满足泛在电力物联网建设的需要,同时也为客户提供优质的电能服务。除了实现数据的可见性,还要增强虚拟数据在过程中的应用。通过增强现实技术实现了电力设施的数字化显示,同时也提高了专业人员的专业技能。虚拟现实技术实现电力部门作业可视化控制及智能巡更的应用,减轻了电网工作人员的工作量,提升了电网建设的速率与效率。
5 结束语
物联网技术已经能够完全代表下一代信息技术的总体发展方向以及发展趋势,虽然现阶段物联网技术仍处于一个初期阶段,所拥有的技术缺乏一定完善性,但笔者始终坚信,随着人们的共同努力,物联网这项技术在电力系统通信领域中必将迎来一个美好且广阔的未来。
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