黃勇達(dá) 徐高翔 趙卓(浙江溫州 325000)
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智能電網(wǎng)建設(shè)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用探討
黃勇達(dá)徐高翔趙卓
(浙江溫州325000)
【摘 要】要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)和未來國內(nèi)能源開發(fā)及利用方式的轉(zhuǎn)變,必須結(jié)合我國國情走低碳電力的發(fā)展道路。而發(fā)展低碳電路的重要途徑與載體就是創(chuàng)建智能電網(wǎng)。在智能電網(wǎng)建設(shè)中利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),能有效強(qiáng)化電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,提升電力企業(yè)的管理質(zhì)量?;诖?,本文首先分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概況及其與智能電網(wǎng)建設(shè)之間的關(guān)系,然后重點(diǎn)從發(fā)電、輸電、變電、配電、用電以及電力資源管理六方面分析智能電網(wǎng)建設(shè)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)電力問題
在2010年政府工作報(bào)告中溫家寶總理多次強(qiáng)調(diào)了國家電力問題,認(rèn)為應(yīng)積極開發(fā)低碳技術(shù)和高效節(jié)能技術(shù),挖掘新能源與可再生能源,強(qiáng)化智能電網(wǎng)建設(shè)。在大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的今天,智能電網(wǎng)的建設(shè)更是迫在眉睫。要實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的建設(shè)必須要在線監(jiān)測電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行參數(shù),實(shí)時(shí)掌控重要信息。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為智能信息的感知末梢,可作為智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。因此,探究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用情況極具指導(dǎo)意義。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),即利用射頻識(shí)別、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備,根據(jù)約定協(xié)議,將互聯(lián)網(wǎng)和任何物品連接進(jìn)行信息通訊與交換,最終實(shí)現(xiàn)識(shí)別、定位、監(jiān)控、跟蹤以及管理的智能化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)憑借傳感器、全球定位系統(tǒng)、射頻設(shè)備等技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測任何需要連接、監(jiān)控以及互動(dòng)的過程或是物體,收集聲、電、光等有價(jià)值信息,利用各種可能接進(jìn)的網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的鏈接以及對(duì)過程與物品的智能化識(shí)別與管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有四大支撐技術(shù),分別是識(shí)別技術(shù)、紅外感應(yīng)技術(shù)、全球定位技術(shù)和M2M技術(shù)。
就本質(zhì)而言,國內(nèi)智能電網(wǎng)建設(shè)的骨干網(wǎng)架是特高壓電網(wǎng),基礎(chǔ)是各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的 電網(wǎng),借助先進(jìn)的信息、通信等技術(shù),建設(shè)具備自動(dòng)化、信息化和互動(dòng)化特征的中國特色堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),相對(duì)應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)特征為可靠傳遞、全面感知以及智能處理。故就本質(zhì)來說智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有很多相似。就實(shí)現(xiàn)手段而言,建設(shè)智能電網(wǎng)主要是借助傳感器在客戶間以及客戶與電網(wǎng)公司間搭建實(shí)時(shí)性的網(wǎng)絡(luò)連接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取的高速性、實(shí)時(shí)性及雙向性,提升整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)作的綜合效率。同樣地,物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)還是要憑借海量的傳感終端、強(qiáng)大的通信網(wǎng)絡(luò)以及可靠的智能處理和控制技術(shù)。故就實(shí)現(xiàn)手段來說,智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)可相互借鑒。
綜合而言,物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)在本質(zhì)、特征和手段上都很相似,可認(rèn)為智能電網(wǎng)建設(shè)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是十分重要的技術(shù)支撐。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)備資源以及通信基礎(chǔ)設(shè)備資源的有效整合,確保通信基礎(chǔ)設(shè)備資源能為電力系統(tǒng)的運(yùn)作提供服務(wù),有效提升電力系統(tǒng)運(yùn)作的信息化水平。此外,智能電網(wǎng)也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域,智能電網(wǎng)的建設(shè)促使我們實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)變。信息革命后,人與人之前利用互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)建了聯(lián)系,物與物之間也利用發(fā)各種物理與信息網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建了聯(lián)系,智能電網(wǎng)的建設(shè)可將各類用電與供電設(shè)備聯(lián)系起來。智能電網(wǎng)的建設(shè)關(guān)鍵就是數(shù)字通信基礎(chǔ)設(shè)備,而需要和現(xiàn)有電力系統(tǒng)集成的通信、監(jiān)測、傳感器、通信裝飾、控制軟件等新型硬件剛好就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的構(gòu)成部分。簡單來說,建設(shè)智能電網(wǎng)需要在現(xiàn)有電網(wǎng)上增加傳感器、局域網(wǎng)絡(luò)和RFID技術(shù),而物聯(lián)網(wǎng)本身就是這三者的有機(jī)結(jié)合,故可以說智能電網(wǎng)就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)中應(yīng)用的體現(xiàn)。
3.1發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用
電網(wǎng)發(fā)電站作為初始環(huán)節(jié),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用十分關(guān)鍵。在電網(wǎng)發(fā)電環(huán)節(jié),可在電力設(shè)備的狀態(tài)檢測、功率預(yù)測、生物質(zhì)能發(fā)電、光伏發(fā)電、管理等方面推廣應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。如通過無線通信技術(shù)、傳感測量技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等實(shí)現(xiàn)信息共享,實(shí)時(shí)分析分布式電源出力受天氣變化的影響情況,預(yù)測分布式電源可能的功率變化,進(jìn)而確保分布式電源出力在可控范圍之內(nèi)。如此,不單避免了分布式的電源對(duì)電網(wǎng)的擾動(dòng),還能智能調(diào)度系統(tǒng)的需求,參與調(diào)峰。
3.2輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用主要依靠遍布整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳感器。利用遍布電網(wǎng)的傳感器對(duì)線路運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測,將電能消耗量及時(shí)反饋給調(diào)度系統(tǒng)全局系統(tǒng),還能在確保安全與可靠的基礎(chǔ)上,輔助調(diào)度人員優(yōu)化輸電系統(tǒng)的運(yùn)行方式,有效降低能源消耗以及電能傳輸過程中的損耗,提高電能有效傳輸效率,推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
3.3變電環(huán)節(jié)的應(yīng)用
在變電環(huán)節(jié),利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實(shí)施智能巡檢,自適應(yīng)故障處理及快速反應(yīng)能力,感知高壓電氣設(shè)施的運(yùn)行情況,對(duì)設(shè)備進(jìn)行可靠、經(jīng)濟(jì)、智能的管理。創(chuàng)建傳感網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),對(duì)影響變電站運(yùn)作的相關(guān)因素進(jìn)行全面性的智能監(jiān)測。以傳感網(wǎng)測控?cái)?shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ),創(chuàng)建智能監(jiān)測系統(tǒng)和輔助控制系統(tǒng),集成安全警衛(wèi)、主變消防、圖像監(jiān)視等功能,解決輔助系統(tǒng)管理復(fù)雜、各自獨(dú)立等問題,真正意義上實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行管理的智能化。
3.4配電環(huán)節(jié)的應(yīng)用
智能電網(wǎng)的配電環(huán)節(jié)需具備智能化的設(shè)備管理、可靠化的電力供應(yīng)、智能化的線路設(shè)備巡視以及可視化的現(xiàn)場作業(yè)管理。結(jié)合配網(wǎng)通信特征,現(xiàn)目前還不能用單一通信方式實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的通信,主要利用無線寬帶技術(shù)、光纖通信技術(shù)等實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)通信,但這些技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、安全性等還不足。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則能有效處理配電主站及終端間的通信問題,可將配電網(wǎng)的全部設(shè)備和部件都與物聯(lián)網(wǎng)相連,有效實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)通信以及配電網(wǎng)自動(dòng)化遙測、遙信以及遙控信息。此外,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能有效處理配電終端變動(dòng)頻繁和數(shù)量多等問題。
3.5用電環(huán)節(jié)的應(yīng)用
用電是面向大眾的,使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)家居智能化。家居智能化后各類用電設(shè)備都安裝智能用電插座或是集成智能用電芯片,可結(jié)合各類用電設(shè)備的特性進(jìn)行運(yùn)行優(yōu)化處理,達(dá)到節(jié)能省電目的。如檢測到室內(nèi)無人時(shí)就自動(dòng)關(guān)閉照明,實(shí)現(xiàn)電價(jià)變化情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測,確保低電價(jià)運(yùn)行。又如在白天和電力交易中心展開實(shí)時(shí)信息互動(dòng),在網(wǎng)上銷售太陽能電池板等。在計(jì)量計(jì)費(fèi)上利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)計(jì)量表對(duì)點(diǎn)亮的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)與處理,自動(dòng)劃卡收繳各個(gè)等級(jí)的電能用戶電費(fèi),節(jié)省人工費(fèi)用同時(shí)也避免了人為出錯(cuò)。此外,利用自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)與判斷,還能杜絕竊電行為。
3.6電力資產(chǎn)管理環(huán)節(jié)的應(yīng)用
在電力資產(chǎn)管理環(huán)節(jié)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可在分布式電源并網(wǎng)后實(shí)施經(jīng)濟(jì)調(diào)度,有效降低需求側(cè)互動(dòng)操作對(duì)調(diào)度產(chǎn)生的影響。推廣使用電力物資、電力設(shè)備等編碼標(biāo)準(zhǔn),形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國家標(biāo)準(zhǔn),并以此為基礎(chǔ)制定電網(wǎng)資產(chǎn)標(biāo)簽編碼標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)電力資產(chǎn)的身份管理。憑借識(shí)別技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通用無線業(yè)務(wù)分組技術(shù)等對(duì)電
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網(wǎng)資產(chǎn)管理進(jìn)行標(biāo)識(shí)、感知以及信息傳遞。以業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)為基礎(chǔ)對(duì)電網(wǎng)資產(chǎn)管理進(jìn)行信息化處理,現(xiàn)場收集電力資產(chǎn)數(shù)據(jù),有效結(jié)合電力資產(chǎn)清查工作與巡檢工作,整體提升電力資產(chǎn)的管理質(zhì)量與水平。
綜上所述,智能電網(wǎng)的建設(shè)是國家發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)、步入可持續(xù)發(fā)展軌道的必然要求。在今天,各行各業(yè)的發(fā)展都離不開電,尤其是隨著信息網(wǎng)絡(luò)的深入發(fā)展,電力行業(yè)的重要性也越來越突顯。各行各業(yè)龐大的用電量推動(dòng)了智能電網(wǎng)的建設(shè)。物
聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為信息時(shí)代的重要產(chǎn)物,在智能電網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。從發(fā)電開始,到輸電、變電、配電、用電,再到電力資產(chǎn)的管理,每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作支撐。由此可見,在電網(wǎng)的智能建設(shè)中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛,是整個(gè)智能電網(wǎng)建設(shè)的框架支撐。但在實(shí)際運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時(shí)必須緊密結(jié)合智能電網(wǎng)工程的具體情況,以便充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的價(jià)值。
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