物聯網與智能電網同飛躍

發布日期: 2016-11-29 信息來源: 劉福榮

        物聯網與堅強智能電網

  物聯網,近幾年來的科技熱詞之一,以其被譽為引領第三次信息產業浪潮的身份受到社會各界廣泛而持續的關注。

  一般認為,物聯網是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與通信信息網(互聯網、電信網甚至通信專網)連接起來,進行信息交互,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理服務的一種通信網絡。其實質是實現各種信息傳感設備與通信信息網(互聯網、電信網甚至通信專網)結合,從而形成具有自我標識、感知和智能處理的物理實體。實體之間協同和互動,使得有關物體相互感知和反饋控制,形成一個更加智能的生產、生活體系。

  2009年11月4日,溫家寶總理發表題為《讓科技引領中國可持續發展》的報告,明確指出:要著力突破傳感網、物聯網關鍵技術,及早部署后IP時代相關技術研發,使信息網絡產業成為推動產業升級、邁向信息社會的“發動機”。

  堅強智能電網是物聯網的重要應用領域。堅強智能電網可以充分利用物聯網技術處理多元、海量信息,服務于電力生產流程的精細化管理和標準化建設,提升電力系統運行的安全性和經濟性,實現“高效低碳”“節能減排”的愿景目標。堅強智能電網建設,將成為拉動物聯網產業甚至整個信息通信產業發展的強大推動力,并有力影響和促進其他行業物聯網應用和部署進度,進而提高我國工業生產、行業運作等方面的信息化水平,發揮央企技術創新引領和社會責任擔當作用。

  物聯網與堅強智能電網的提出是應用需求驅動和技術發展驅動共同作用的結果,本質內涵和特征具有很多相似之處,在實現手段上具有高度一致性和相互借鑒性。 

   物聯網滲透智能電力各環節 

  物聯網作為智能電網末梢信息感知不可或缺的基礎環節,在電力系統中具有廣闊的應用空間,物聯網將滲透到電力輸送的各個環節,從發電環節的接入到檢測,變電的生產管理、安全評估與監督,以及配電的自動化、用電的采集以及營銷方面都要采用物聯網,在電網建設、生產管理、運行維護、信息采集、安全監控、計量應用和用戶交互等方面將發揮巨大作用,可以說80%的業務跟物聯網相關。

  目前,智能電網的發展為物聯網技術相關領域的產業帶來前所未有的市場機遇。同樣,物聯網相關技術發展與應用,也為智能電網發展賦予新的含義,極大地刺激和促進了全球范圍內智能電網方面的技術和建設性投資。根據研究預測,到2030年,僅美國在智能電網智能化基礎設施建設方面的投資將達到600億美元,2017年亞太地區的投資也將達到1713億美元,到2020年歐洲對智能電網技術的投資預計可達803億美元,在此之間中國必將成為最大的消費市場。

  我國很早就開展了智能電網的基礎研究工作。在智能電網相關的清潔能源及接入、儲能、特高壓輸電、大電網運行控制、靈活交流輸電、數字化變電站與數字化電網、配電網自動化、狀態檢修與資產全壽命周期管理、自動抄表和自動測量、定制電力、通信、信息化等技術領域積極開展試點、示范工程建設以及智能電網標準化的研究和制定。據相關調研顯示,目前,電網光纖通信網絡、管理信息系統已全面展開建設,在調度自動化、電網實時動態監控等方面均取得了大量突破,為促進清潔能源開發利用、提高能源利用效率、實現電網與用戶雙向互動奠定了堅實的基礎。

  物聯網與智能電網結合將大大提升智能電網信息通信支持能力,將物聯網關鍵技術應用于智能電網,構建電網運行及管理信息感知服務中心,將為占領世界智能電網的制高點提供支撐。

   物聯網技術應用于智能電網,可實現先進可靠、靈活接入、統一標準的通信信息感知和接入,實現分布式智能信息傳輸、計算和控制。通過智能傳感器把各種設備、設施連接到一起,形成一個統一的信息服務總線,可對信息進行整合分析,以此來降低成本,使電網運行和管理達到最優。

  發電環節。在堅強智能電網發電及儲能環節,物聯網技術主要應用于抽水蓄能電站的機組運行狀態檢測、電氣參數監測、壩體監測、站區污染物及氣體監測、脫硫監測、儲能監控等方面。在風電場及光伏發電站等新能源接入方面,物聯網應用體現在對分布式場站區域內風力、風能、風速、風向的監測,光照強度、光源可利用時間數的監測,微氣象地理區域環境中溫度、濕度、氣壓、降雨、輻射、覆冰等要素的實時采集,實現對新能源發電廠的自動監測、功率預測和智能控制,提升機網協調水平和資源優化配置,保障能源基地安全穩定經濟運行。

  輸電環節。在堅強智能電網輸電環節,物聯網應用于輸電線路覆冰、微風振動、舞動、風偏、弧垂及桿塔應力監測;利用光纖傳感技術實現對導線溫度等參數的在線監測及載流量動態增容、預警;利用無源光波導傳感器實現對絕緣子串風偏、污穢、鹽密等的監測;利用圖像/視頻傳感技術實現對線路防盜、桿塔傾斜、基礎滑移、接地腐蝕的實時監控,為輸電線路故障定位和自動診斷提供技術支撐,為線路生產管理及運行維護提供信息化、數字化的共享數據,最終實現輸電線路的安全、高效、智能化巡視,提高輸電可靠性和安全性。

   變電環節。智能變電站是堅強智能電網的重要組成部分,自動協同控制是變電站智能化的關鍵,設備信息數字化、檢修狀態化是發展方向,而運維高效化是最終目標。物聯網技術可用于變電站設備的電氣、機械、運行信息的實時監測、診斷和輔助決策,尤其可利用傳感設備對變壓器進行油氣檢測,判斷其健康狀態和運行情況;利用無線傳感、遙測及三維虛擬技術實現對變電站的防護入侵檢測;還可將電子標識技術與工作票制度相結合,實現變電站智能巡檢、作業安全管理和調度指揮互動化,促進無人值守數字化變電站的發展。

  配電環節。配電網是電力系統中的重要組成部分,具有設備量多面廣、分布廣泛、系統復雜等特點,目前我國仍存在配電網網架薄弱、通信難于覆蓋等問題。在堅強智能電網配電環節,物聯網技術可應用于配電網自動化、配電網線路及設備狀態監測、預警與檢修、配電網現場作業管理、配電網智能巡檢、應急通信、關口計量與負荷監控管理、分布式能源與充電站等設施監控等方面,以加強對配電網的集中監測,優化運行控制與管理,達到高可靠性、高質量供電,降低損耗的目的。 

        用電環節。在堅強智能電網用電環節,物聯網技術主要以智能用電與互動化技術為導向,以雙向、高速、安全的數據通信網絡為支撐,應用于智能用電服務、用電信息采集、智能大客戶服務、電動汽車充換電、智能營業廳、需求側管理與能效評估、綠色機房環境管理及動力環境監控等方面,以實現電網的靈活接入、即插即用及其與客戶的雙向互動,提高供電可靠性與用電效率,提升供電企業服務水平,為國家節能減排戰略提供技術保障。 

  通過構建電網信息感知服務中心,將物聯網技術應用于智能電網各個環節,將為新能源接入、電網防災減災、提高輸電能力、激勵用戶參與電網調峰、提高資產管理效益等方面產生重要影響。利用光纖到戶技術,電網將提供全程寬帶互聯網基礎服務,支持與電信、交通、警務、市政、金融、物流等應用系統信息互聯互通,能夠真正實現電網在資源配置中的基礎性作用,通過廣泛的、全社會的物聯網,實現縱橫交錯,物聯天下的目標。

  物聯網與智能電網發展相輔相成

  智能用電小區作為智能電網用電環節的重要組成部分,是實現電網與用戶之間實時交互,增強電網綜合服務能力,指導用戶科學用電、節約用電的重要手段。

  智能用電小區的電力用戶能夠實時了解家庭及家電的用電信息、電價信息及政策、用電建議等,從而主動參與到用電管理中來,主動少用高峰電力,多用低谷電力。通過居民用電負荷的轉移,進行削峰填谷,降低對輸配電設施容量的需求,相當于建設了“能效電廠”,從而減少了電網企業對輸配電設施的投入。

  智能用電小區供電系統允許各種不同類型的發電和儲能系統安全無縫接入,實現客戶側分布式電源的“即插即用”,形成小區微電網,提高供電可靠性、電能質量和可再生能源利用的比重。

   通過智能用電小區建設的高速通信通道以及電力線載波和其他通信手段的融合研究,提供電信網、有線電視網、互聯網的“三網融合”服務,有助于加速推動網絡融合。

  智能用電小區改變了傳統單一供電的方式,實現了電網公司和用戶之間“電力流、信息流、業務流”的雙向互動。電網公司實時了解用戶用電信息并掌握用電行為規律,針對用戶用電特點開展靈活精細的需求側響應工作,引導用戶改變用電習慣,實現用戶參與電力負荷平衡和電網運行;支持太陽能光伏發電、風能發電、電動汽車、儲能等多種客戶側分布式電源接入電網;通過雙向互動服務,為用戶提供停電告知、電網運行信息、用電安全常識等多種用電服務信息和社區信息、商業信息等增值服務,提供95598、電費查詢、自助交費、業擴報裝等用電營銷業務服務。通過電網與用戶的互動,實現小區用電服務和物業管理水平智能化和互動化。

  隨著智能用電小區試點建設的推進以及智能家電的逐步應用,智能電表的功能將不斷得到拓展和完善,為用戶提供更多的增值服務,比如家庭安全防范、家電控制等。用戶將來可以根據自己的實際需求,定制合理的用電方案和其他增值服務,并通過智能電表很方便地實現對智能用電管理系統的訪問,獲取相關服務信息。

  將物聯網技術應用于智能電網,能夠為普通居民創造更加多姿多彩的美好生活。在居家生活中,能夠通過互聯網實時了解用電情況;可以根據不同時段的分時電價,自動調節熱水器、空調等智能用電設備;將電力物聯網與移動網絡互聯,可以通過手機交納電費等。

        物聯網與智能電網的發展是相輔相成的,一方面將物聯網技術服務于智能電網,可以為智能電網的發展提供重要技術支撐。另一方面,電網智能化將成為拉動物聯網產業,推進信息通信產業發展的強大驅動力,并有力影響和推動其他行業的物聯網應用和部署進度,進而提高我國工業生產、行業運作和公眾生活等各個方面的信息化水平。

        來源:ofweek智能電網  

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