物联网技术在智能电网中的应用前景

   日期:2013-07-04     评论:0    
核心提示: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。

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(Smart Grid)、物联网(ElectroNIc Product CODe Network,简称EPC Network)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。

物联网、智能电网的概念

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。

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。

物联网、智能电网的发展

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.

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]。

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。

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、AIM China、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。

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。

 
  
  
  
  
 
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