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简谈物联网在智能电网中的应用前景

行业上下游中国仪表网2013年01月05日 16:26人气:21368

  导读:智能电网、物联网的概念一经提出,立即受到了各国政府、企业和学术界的重视,在需求和研发的相互推动下,迅速热遍全球,本文在综述智能电网、物联网发展现状和关键技术的同时,提出了我国物联网技术在智能电网中的应用前景,并在应用前景下提出智能电网中物联网技术框架。
  
  O引言
  
  RFID(射频识别)技术是一种无线自动识别技术,又称为电子标签技术,RFID技术具有众多优点,广泛应用于交通、物流、安全、防伪等领域[1,2],作为条形码等识别技术的升级换代产品,近年来巨大的市场需求使得RFID迅速发展起来。
  
  而"物联网"的内涵是起源于由RFID对客观物体进行表示并利用网络进行数据交换这一概念,并不断扩充、延展、完善而逐步形成的。
  
  智能电网(SmartGrid)、物联网(ElectronicProductCodeNetwork,简称EPCNetwork)的概念一经提出,立即受到了各国政府、企业和学术界的重视,在需求和研发的相互推动下,迅速热遍全球,本文在综述智能电网、物联网发展现状和关键技术的同时,提出了我国物联网技术在智能电网中的应用前景,并在应用前景下提出智能电网中物联网技术框架。
  
  一、物联网、智能电网的概念
  
  1.1物联网的概念
  
  根据欧盟第7框架下RFID和物联网研究项目组在2009年9月15日发布的研究报告定义:物联网是未来互联网的一个组成部分,可以被定义为基于标准的和可互操作的通信协议。且具有自配置能力的、动态的全球网络基础架构。物联网中的"物"都有标识、物理属性和实质上的个性,使用智能接口实现与信息网络的无缝整合。
  
  该组织的主要研究目的是便于欧洲内部不同RFID和物联网项目之间的组网;协调包括RFID的物联网研究活动;对专业技术平衡,以使得研究效果最大化;在项目之间简历协同机制。
  
  1.2智能电网的概念
  
  通过信息化手段,使能源资源开发、转换(发电)、输电、配电、供电、售电及用电的电网系统的各个环节,进行智能交流,实现精确供电、互补供电、提高能源利用率、供电安全,节省用电成本的目标。这样的电力网络,称为智能电网。
  
  根据美国能源局现代电网发展报告,目前的论述普遍智能电网的七大特征:
  
  1)具有自我修复的能力(自愈性)
  
  2)激发用户主动参与电网的运作(激励性)
  
  3)抵御袭击(安全性)
  
  4)提供高质量的电能,减少停电损失(高质量)
  
  5)能够容纳各种发电和蓄电形式(新能源参与)
  
  6)繁荣电力市场
  
  7)优化设备运行,降低电网运行费用
  
  通过IT创建开放的系统和建立共享信息模式的基础,整合系统中的数据,可以优化电网的运行和管理,让电网更智能,从物联网的三个层次提高电网的可靠性、管理效率和服务水平。
  
  为了实现能源的可持续开发、提高系统的稳定性和能源利用效率,智能电网迫切地需要和物联网技术紧密的结合。
  
  二、物联网、智能电网的发展
  
  2.1物联网在中国的发展
  
  目前,我国已成为世界制造业中心,信息技术发展迅速,物联网技术研究已迫在眉睫.物联网可划分为一个由感知层、网络层和应用层组成的3层体系,如图所示:
  
  物联网3层参考体系架构
  
  全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的核心能力。全面感知是指利用RFID、二维码、GPS、摄像头、传感器、传感器网络等感知、捕获、测量的技术手段随时随地对物体进行信息采集和获取。可靠传送是指通过各种通信网络与互联网的融合,将物体接入信息网络,随时随地进行可靠的信息交互和共享。智能处理是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量的跨地域、跨行业、跨部门的数据和信息进行分析处理,提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力,实现智能化的决策和控制[3]。
  
  2.2智能电网在中国的发展
  
  我国的智能电网研究起步相对较晚,从大电网和中低压电网2个角度同时切入,已经完全成熟并产业化的成果相对较少。但在很多方面的研究成果已经为发展智能电网奠定了一定的基础。
  
  2009年国家电网投资达3500亿元,重点仍然在于特、超高压电网以及跨区送电工程。2009年起,国家电网,3~5年,投入五六百亿元,60-80%投往远程控制、交互智能等
  
  我国电网的建设现状中有两个突出矛盾:
  
  a.伴随着我国社会经济的快速发展,电力消费增长十分迅速,满足电力需求的任务繁重。
  
  b.我国能源资源分布和经济发展的极不平衡,同时现有电网网架结构不够坚强,制约经济发展的影响很大。
  
  考虑我国电网建设的现状,在建设中国特色的电网生产中,应该参考欧美国家的经验,制定出切实可行的路线和方案建设坚强的智能电网。
  
  三、物联网在智能电网中的应用前景
  
  我国的研究人员对物联网信息服务的研究[4-6]较发达国家稍晚,在跟踪发达国家研究的同时已经逐渐有了自己的创新.参与这方面研究的有中国物品编码中心、中国标准协会、AIMChina、复旦大学Auto.ID中国实验室、北京航空航天大学等科研机构及一些企业,并取得了一些初步的成果.同时,有国内从事RFID研发的知名企业在2005年两会期间提交了《适应社会经济发展需求,建立中国物流互联网工程》的提案,提出了开展中国物联网研究和规划的建议,目前有关部委领导已就此提案进行了考察和论证.一些刊物和网站成为物联网信息服务的讨论阵地.
  
  2010年1月7日,在"信息通信技术支撑智能电网研讨会"上,国网信息通信有限公司总经理刘建明在会上作了题为"物联网技术在智能电网中的应用"的报告,足见信通公司就物联网技术在智能电网中的应用做了充分的准备。本文根据国内物联网的研究现状提出对智能电网物联网的架构:
  
  智能电网物联网服务信息架构
  
  智能电网WSN感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、各种传感器、传感器网络(指由大量各类传感器节点组成的自治网络,具有自组织、自愈合的特点),WSN感知层的主要作用是感知和识别物体,采集并捕获信息。
  
  智能电网光网络层包括光缆、光端机组成的光网络,物联网管理中心、信息中心等利用网络的能力对海量信息进行智能处理的部分。也就是说光网络层不但要具备网络的能力,还要提升信息处理的能力。同时,对海量的物联网提供的数据和信息进行分析处理,提升对智能电网的洞察力,实现电网真正的智能化。
  
  智能电网应用层是将物联网技术与智能电网的需求相结合,实现电网智能化应用的解决方案。智能电网通过应用层最终实现信息技术与智能电网的深度融合,对智能电网的发展具有广泛的影响。应用层的关键在于在信息化的过程中,能满足电网系统的各个环节,进行智能交流,实现精确供电、互补供电、提高能源利用率、供电安全,节省用电成本的目标的各信息元的需求分析以及信息的内部共享。
  
  四、结束语
  
  物联网技术在目前的数字化变电站中已经有很大一部分技术与之相适应,而且目前国家电网的通信网是专网不与电信等网络连接,安全性有很强的保障。随着智能电网和物联网技术的进一步发展,物联网技术必将进一步渗透到智能电网的发展和建设中,具有重要的经济价值和研究意义,本文为物联网技术在智能电网中的应用提供了一定的参考。
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