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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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2 、面向智能电网的物联网应用方案
2.1 面向智能电网生产环节的传感器网络应用方案
面 向智能电网的物联网应用，其目的首先在于提高电力系统生产环节的信息化与自动化程度。这类应用的实现主要依托于物联网末端的无线传感器网络，应用场景主要 包括高压输电线路、变电站一、二次设备尤其是一次设备的在线监测等应用，通过对线路与设备运行状态的连续感知及趋势预测，提高电网的安全水准，降低电网的 运行成本;也包括像配电网自动化及用电信息采集等电网需求侧通信的应用。由于以上这些应用对通信的实时性要求不高，而通信节点数量庞大，非常适合采用低成 本、低功耗和小型化的无线传感器网络技术。由大量的传感器节点自主形成一个多跳网络，实现物与物之间的直接通信。节点的较高密度分布使得监测数据能够满足 一定的精度要求。每个传感器节点采集的信息数据经无线传感器网络传至网关节点，由于网关节点包含数据采集模块、数据处理和控制模块、通信模块和供电模块 等，因此可自动进行数据的分类，选择合适的预处理方式，对视频信息、气象信息、线路及设备的运行状态信息进行集中分类和数据融合，这样可以大大减少数据通 信量，减轻网关节点的转发负担，减少节点能量消耗。但由于网关节点的处理能力有限，它所采集的数据在传感器网络内只能进行粗粒度的处理，因此信息数据必须 传至智能电网ICT 分析处理平台进行细粒度的处理分析，根据处理情况发送命令，做到故障的及时发现和解决。
一 种适用于智能电网生产环节的传感网系统结构示意图。底层为部署在实际监测环境中的传感器、智能终端、RFID 标签等输入、输出实体，向上依次为无线传感器网络、网关节点、接入网和核心网，最终连接至智能电网ICT 平台分析处理系统。无线传感器网络利用感知延伸终端的网络节点采集输电、变电和配电环节中的设备状态信息、线路状态信息、气象环境信息和配用电一体化信 息，将采集的数据汇聚至网关节点，网关节点将分类预处理后的数据信息传至接入网，进而统一进入电力通信核心网。传感数据通过电力通信专网发送至后台数据处 理中心进行信息的统一分类、分析和处理，数据经分析处理后由ICT 平台发出相关指令，按相同方式逆向传输至终端网络节点，实现对全网的实时监测和故障处理。
2.2 面向智能用电的物联网解决方案
智能电网的用户除了包括居民用户、工商业大用户等传统型用户外，还将包括电动汽车充电系统等新型用户。
在 传统型用户的智能用电物联网应用中主要的连接对象是用户的智能双向电表。电网企业根据用电性质与场合的不同选用不同功能的智能双向电表，对用户实现电能计 量、电能质量监测、窃电检测等多种应用(如表2 所示)。通过智能双向电表终端设备的引入，全方位采集用户用电信息，实现从大用户到普通居民用户的全方位负荷监测与管理。智能电表通过传感器网络、电力线 载波通信(PLC)或现场总线，再通过电力接入网和传输网，将电表数据上传至用电信息采集等应用平台。
另外，在智能用电中有一支较为重要的 应用是电动汽车充电系统，在国家电网的推动下正在逐步实现。电动汽车充电设施的物联网应用除了传统用户的电能计量与监测外，还包括对充电站设施的监控、对 充电车辆电池状态的监控以及对充电车辆的调度等。第一，充电站设施的监测包括充电车位监测、充电状态监测、视频监测、安防监测和烟雾报警等;第二，通过在 电动汽车、动力电池、充电设备中设置传感器和RFID 系统，可以实时感知电动汽车运行状态、动力电池使用状态等;第三，在电动汽车动力电池中置入RFID 标签，当充电车辆驶入充电设施时，充电设施处的RFID 阅读器能够感知当前电动汽车电池电量剩余情况。充电设施将需要等待充电的车辆数目和充电设施内的剩余充电车位，通过物联网上报给调度指挥中心，由调度指挥 中心协调就近的充电设施，同时将就近充电设施的行使线路提供给等待充电的车主，避免车主的长时间等待。物联网技术使电动汽车实现高质、快速的充电，是智能 电网应用的一个重要组成部分。
2.3 智能电网互动化的物联网解决方案
互动性作为智能电网的另一个重要特征，在智能用电环节 上体现得尤为明显。而感知作为物联网的基本特性，除利用多种手段实现泛在的物体感知外，还必须充分利用互联网和移动通信的资源实现人与物、物与物之间无所 不在的连接与互动。作为智能电网互动性的集中体现，智能用电肩负着与用户建立密切、负责的交互关系，实现供需互动的重任。因此，相对于输电线路、无人值守 变电站和配电网自动化系统，面向智能用电的ICT 平台要求区域更广、业务更多的感知与互动。这种感知与互动的开放性和智能电网安全通信的要求是矛盾的，也只有解决了这一矛盾，才能真正找到面向智能电网的 物联网应用模式。
如本文第2 节所述，从解决智能电网ICT 平台的网络安全性和开放性的矛盾出发，结合智能用电环节的应用需求，制定面向智能用电的物联网解决方案。该方案在现有用电信息采集等电力应用平台的基础上 搭建新型感知互动平台，电网企业通过这个平台与社会用户进行相互的感知与互动。 |
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