電力物聯網:智能電網與物聯網的深度融合
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智能電網和物聯網是目前學術界和業界的兩個研究熱點,它們在內涵、特征和實現手段上有著密切的聯系。首先,智能電網作為物聯網的一個重要應用領域,可以實現物聯網技術不同程度的應用。二是物聯網技術是智能電網的重要支撐技術,可以為智能電網帶來多種價值,提高智能電網各方面信息感知的深度和廣度,提高電力系統分析、預警、自愈和防災能力,提高電網安全運行水平,實現智能電網“潮流、信息流、商流”的高度融合,細化從生產到用電的管理。 從而達到節能、降耗和提高經濟效益的目的。第三,智能電網和物聯網的深度融合可以帶動智能終端、智能傳感器、信息和通信設備、電源芯片、軟件和運維行業的發展。
電力物聯網的特點
物聯網在智能電網中的應用是信息通信技術發展到一定階段的產物,它將有效整合通信基礎設施資源和電力系統基礎設施資源,提高電力系統信息化水平,提高電力系統現有基礎設施的利用效率,為電網的發電、輸電、變電、配電和用電提供重要的技術支持。
強大的物聯網集成了通信、信息、傳感、自動化和其他技術。在電力生產、傳輸、消費和管理的各個方面,各種具有一定感知能力、計算能力和執行能力的智能傳感設備被廣泛部署。采用基于ip的標準協議,通過電力信息通信網絡,實現安全可靠的信息傳輸、協同處理、統一服務和應用集成,從而實現電網運行和企業管理全過程的全景全息。根據物聯網的技術特點和智能電網的發展要求,電力物聯網應具備以下五個基本特征:
綜合感知:在信息收集和聚合處理的基礎上,對電力生產、傳輸、消費和管理各個環節的信息進行全面、智能的識別,實現資產的全過程、全壽命和客戶的全方位感知。
ip互聯:通過電力物聯網的標準化通信協議和通信網絡,信息在傳感器之間、傳感器與應用系統之間進行有效的傳輸和交互。
可靠傳輸:利用電力光纖、載波、無線專網、互聯網等,實現傳感層和應用層之間可靠的信息傳輸。
智能處理:高性能計算、人工智能、分布式數據庫等技術、數據存儲、數據挖掘、智能分析、應用服務支持、信息展示、客戶交互等業務功能的綜合應用。
it融合:it融合成為企業it架構的延伸,完善和補充了企業it架構,并作為企業it架構最重要的組成部分之一與企業it架構高度集成。
智能電網和物聯網
智能電網和物聯網是目前學術界和業界的兩個研究熱點,它們在內涵、特征和實現手段上有著密切的聯系:
首先,智能電網作為物聯網的一個重要應用領域,可以實現物聯網技術不同程度的應用。調度自動化、調控一體化、用電信息數據采集等現有系統都是不同形式的物聯網應用。二是物聯網技術是智能電網的重要支撐技術,可以為智能電網帶來多種價值,提高智能電網各方面信息感知的深度和廣度,提高電力系統分析、預警、自愈和防災能力,提高電網安全運行水平,實現智能電網“潮流、信息流、商流”的高度融合,細化從生產到用電的管理。 從而達到節能、降耗和提高經濟效益的目的。第三,智能電網和物聯網的深度融合可以帶動智能終端、智能傳感器、信息和通信設備、電源芯片、軟件和運維行業的發展。
雖然物聯網技術在智能電網中得到了不同程度的應用,但電力物聯網仍處于發展的初級階段,存在諸多不足,主要體現在三個方面:
首先,一些場景的監測數據較少,對設備和系統的狀態和環境沒有全面的認識,傳感器的標準化和實用性水平有待提高。其次,現有應用系統在通信模式和協議上不統一,難以實現數據的標準化采集和傳輸,建設模式不經濟。終端接入通信網絡不符合電力物聯網對通信能力和可靠性的要求。第三,現有的應用系統都是根據各自的專業獨立構建的,支持數據分散,還沒有形成統一的數據服務和應用平臺。
電力物聯網建設的進展與展望
國家電網公司電力物聯網建設基于“統一規劃、統一標準、統一組織、統一實施”的原則和sg-erp的總體框架,將電力物聯網的核心研究團隊和優勢資源集中到公司系統中,進行規劃研究、標準制定、產品開發和產品驗證,并通過建立應用示范逐步推廣物聯網的應用。
國家電網公司在深入研究電力物聯網內涵和應用特點的基礎上,制定電力物聯網發展規劃和研究框架,實現與智能電網同步、覆蓋國家電網公司供電范圍的全景全息電力物聯網,為“三套五大系統”建設提供支持。
電力物聯網可以為電網基礎運營業務和企業現代運營模式提供全方位的支持,重點是電力物聯網的傳感層、網絡層和應用層。傳感層重點研究統一的信息模型,包括統一的標識、統一的語義、統一的數據表達格式、安全保護等。制定相關標準和規范,開發一系列傳感器、傳感器芯片、標準化通信模塊和信息格式轉換設備等。網絡層側重于研究和制定統一的通信協議,開發標準化的通信芯片、無線通信設備、骨干網絡通信設備、標準化的接入網關、網絡管理系統等。引入多種統一通信技術,豐富通信手段,解決信息遠距離可靠傳輸的問題。應用層關注基于sg-erp架構的物聯網統一數據模型,實現數據存儲管理和統一服務,開發電力物聯網綜合應用平臺,為現有業務系統和應用服務提供支持。
近日,國家電網電力研究院物聯網技術中心率先申請了2013年國家重大科技項目“多業務環境下物聯網海量信息能力平臺架構、關鍵技術研究與測試驗證”,以及2012年國家發改委專項項目“電力物聯網、傳感器通信設備、芯片與處理系統研究與產業化”。以及國家發改委國家智能電網物聯網應用示范項目,為國家電網公司在電力物聯網關鍵技術研發和產業化方面奠定了基礎,有利于推動物聯網和智能電網的同步建設和深度融合。
根據規劃,到2015年,在核心技術的研發和產業化、關鍵標準的研究和制定、產業鏈的建立和完善、重大應用的示范和推廣等方面將取得顯著成績。初步形成創新驅動、應用驅動、協調發展、共贏的電力物聯網產業發展格局。具體包括:
技術創新能力明顯增強。攻克一批電力物聯網核心關鍵技術,在感知、傳輸、處理和應用技術領域取得重要研究成果;研究制定國家、行業和企業標準;推進R&D、公司動力物聯網運營中心、產業基地等創新載體建設,為持續創新奠定基礎。
工業系統建設初步完成。形成相對完整的電力物聯網產業鏈,培育和發展R&D骨干企業、電力物聯網生產、工程服務和運維企業,初步形成門類齊全、布局合理、結構優化的電力物聯網產業體系。
應用規模和水平顯著提高。它廣泛應用于智能電網的各個方面,形成了成熟、可持續、統一的電力物聯網建設和運行模式,實現了電力物聯網和智能電網的同步建設。全面開展電力物聯網綜合應用和公共服務平臺建設,實現智能電網和物聯網的全面融合。
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