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摘要:物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应、全球定位、激光扫描等信息传感设备,遵循一定的技术协议把实物与互联网、电信网或通信专网等通信信息网连接起来的智能网络.本文围绕物联网技术在电网建设中的适用性,分析和阐述了物联网与智能电网的技术结合、智能电网中物联网技术应用,智能电网中物联网技术的应用价值.
关键词:物联网;5G智能电网;技术结合
一、物联网与智能电网的技术结合
物联网的关键核心技术应该是无线传感器网络(WSN)技术,核心技术之感知层包括传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系统和GPS技术;核心技术之信息汇聚层包括传感网自组网技术、局域网技术及广域网技术;核心技术之传输层包括通信网、互联网、5G网络、GPRS网络、广电网络、NGB;核心技术之运营层包括专家系统、云计算、API接口、客户管理、GIS、ERP等;核心技术之应用层则包括垂直行业应用、系统集成、资源打包等.应用层主要是根据电网行业特点,借助互联网技术手段,开发电网行业应用解决方案,将物联网的优势与电网行业的生产经营、信息化管理、组织调度结合起来,形成电网物联网解决方案,构建智能化的电网行业应用.
二、智能电网中物联网技术应用
智能电网从功能上可以分层解构为中间数据传输层、数据应用层及数据采集层.智能电网与传统电网的区别在于数据采集层增加智能传感设备,采集更多的数据和信息,消除电网检测的盲点.如果要提升电网的5G智能化水平,必须基于物联网智能监控增加互联网、通信网络方面的信息采集,监控中心需要增加更加智能的分析决策和智能化的执行.其一、数据应用层智能监控平台以“智能控制”为核心,通过物联网技术的集成应用,实现电网用电的全天候状态监视和智能控制.
其二、完成音视频、环境数据、用电数据以及安全防范等数据的采集和监控,并将以上信息远传到监控中心.其三、把用电、环境、视频、通风、照明、安全防范、消防、设备辅助监控等所有监控量在监控系统主界面上进行一体化显示和控制,不分系统孤立显示和控制.其四、数据应用层可以设置联动控制,实现用户自定义的设备联动,如温度自动启动/关闭空调、有害气体自动启动/关闭风机、水位自动启动/关闭排水系统等.其五、数据应用层可以通过电力监测、用电报表、同比分析、环比分析、电能集抄等功能,充分了解电网用电情况,并综合判断节能用电状况,提供改造建议.其六、系统所有操作以及报警确认,都需要保留详细的日志并生成相应报表.其七、工单管理:工单自动化闭环运维管理.其八、物联网让设备巡检更便捷.在电力设备、杆塔上安装RFID标签,RFID标签记录其一切信息,包括编号,建成时间、日常维护、修理过程及次数,此外还可以记录杆塔相关地理位置和经纬坐标,以便构建基于GIS的电力网分布图.根据基于GIS的电力网分布图来查看设备、杆塔分布,以便快速确定问题杆塔的地理位置,从而为巡检人员提供有效的标示信息.此外,通过物联网可以实时采集电表运行指标给抄表平台,实现对电表的实时计费管理,真正实现对最终用户用电量调度管理.
三、智能电网中物联网技术的应用价值
物联网技术将助力5G智能电网的实现,如设备状态的预测和调控、电网与用户间的智能互动等.具体表现为:通过布置各种传感器掌握设备运行状态,包括各种技术指标与参数,可提高设备运行维护水平;通过各类气象传感器实时采集风电场、光伏发电厂的风速、风向、温度、湿度、气压、降雨、辐射等微气象信息,实现新能源发电的监控和预测;通过各类传感器监测输变电设备的微气象环境、线路覆冰、导线微风振动幅度、导线温度与弧垂、输电线路风偏、杆塔倾斜度、图像视频、绝缘子污秽度等信息,与电网运行信息进行融合、分析,及时发现并消除缺陷,提高电网运行水平;通过在杆塔、输电线路或重要设备上部署各种传感器,实现目标识别、侵害行为的有效分类和区域定位,提高电力设备全方位防护水平;通过传感器监测电力现场作业人员、设备、环境等方面信息,实现智能化互动,减少误操作风险和安全隐患,提高作业效率和安全性;通过智能监控和实时反馈能及时获知用户侧需求,有助于实现智能用电双向交互服务、智能家居、家庭能效管理、分布式电源接入以及电动汽车充放电,提高供电可靠性和用电效率,并为节能减排提供技术保障;通过各类传感器监测电力设备的全景状态信息,评估设备状态并预估寿命,为周期成本最优提供辅助决策等功能,实现电力资产全寿命周期管理,提高电网运行水平、管理水平.总而言之,智能电网和物联网的深度融合发展不仅能加强电厂、电网以及用户间的互联互动,提高电网信息化、自动化、互动化水平,也将使生活更智能、更节能,极大提升生活品质.
四、结论
上述说明物联网技术与5G智能电网的融合将为电网建设提供更大的发展空间,在电力生产、电力输送、电网管理等领域发挥重要作用.智能电网实现互动化、信息化、智能化,核心在于通过物联网技术构建具备智能判断与自适应调节能力的多种能源统一入网和分布式管理的智能化网络系统,可对电网与客户用电信息进行实时监控和采集,且采用最经济与最安全的输配电方式将电能输送给终端用户,实现对电能的最优配置与利用,提高电网运行的可靠性和能源利用效率.由此可见,物联网技术将成为5G智能电网最重要的技术支撑.智能电网的本质是能源替代和兼容利用,它需要在开放的系统和共享信息模式的基础上,整合系统中的数据,优化电网的运行和管理.信息流的控制是整个5G智能电网的核心,我们讲的物联网其实有三个大的要素:信息的采集、信息的传递和信息的处理,其中,关键性的技术可能是在信息采集上面.物联网最大的革命性变化就是信息采集手段的不同,即通过传感器等实时获取需要采集的物品、地点及其属性变化等信息.
5G智能电网主要是通过终端传感器在客户之间、客户和电网公司之间形成即时连接的网络互动,实现数据读取的实时、高速、双向的效果,从而整体提高电网的综合效率.智能电网实现电力流、信息流、业务流高度一体化的前提,在于信息的无损采集、流畅传输、有序应用.各个层级的通信支撑体系是5G智能电网信息运转的有效载体.通过充分利用智能电网多元、海量信息的潜在价值,可服务于智能电网生产流程的精细化管理和标准化建设,提高电网调度的智能化和科学决策水平,提升电力系统运行的安全性和经济性.
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