電力物聯(lián)網(wǎng)是一次革命:歐、日、中側(cè)重點(diǎn)各不相同
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物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到智能電網(wǎng)當(dāng)中是通信技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,通過對(duì)通信基礎(chǔ)設(shè)施和電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施等資源的整合,提高電力系統(tǒng)的信息化水平。為電發(fā)、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等環(huán)節(jié)提供技術(shù)支撐,最終形成一個(gè)以電力設(shè)備為基礎(chǔ)的高效電力網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)——電力物聯(lián)網(wǎng)。
就電力物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)而言,是一種提高電力信息可靠性、高效性的控制手段。物聯(lián)網(wǎng)的核心能力是全面感知、可靠傳送、智能處理,這三個(gè)方面恰恰也是智能電網(wǎng)一直追求的目標(biāo)。電力物聯(lián)網(wǎng)融合通信、傳感、自動(dòng)化、云計(jì)算等技術(shù),在電力生產(chǎn)、輸送、變電、配電、高度等各環(huán)節(jié),采用各種智能設(shè)備和IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的安全可靠傳輸處理,從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行和企業(yè)管理全過程的全景全息感知、互聯(lián)互通及無縫整合。
歐、日、中電網(wǎng)對(duì)聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)各有不同
雖然各國(guó)在建設(shè)現(xiàn)代電網(wǎng)的過程中都用到了物聯(lián)網(wǎng),但由于各國(guó)電力發(fā)展的實(shí)際情況不同,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)也各有不同。
在歐洲,提升供電安全性、節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是各國(guó)積極發(fā)展智能電網(wǎng)的主要原因,在這種驅(qū)動(dòng)力下,歐洲電力行業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用更傾向于清潔能源和環(huán)保方向。
在日本,可再生能源接入、節(jié)能降耗和需求響應(yīng)是日本發(fā)展智能電網(wǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力,日本電力行業(yè)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要在于對(duì)新能源發(fā)電監(jiān)控和預(yù)測(cè)、智能電表計(jì)量、微網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控等領(lǐng)域。
在中國(guó),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為提高電網(wǎng)效率、供電可靠性提供了技術(shù)支撐,RFID技術(shù)、各類傳感器、定位技術(shù)、圖像獲取技術(shù)等使倉(cāng)庫(kù)管理、變電站監(jiān)控、搶修定位與調(diào)度、巡檢定位、故障識(shí)別等業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)靈活、高效、可控。
通過對(duì)比可以看出,中國(guó)的電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用側(cè)重主要表現(xiàn)為:為電網(wǎng)提供技術(shù)支持及進(jìn)行智能監(jiān)控、監(jiān)測(cè),融匯于電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié),提高電網(wǎng)的智能化水平。
中國(guó)電力物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)各環(huán)節(jié)的應(yīng)用
電力物聯(lián)網(wǎng)為電網(wǎng)提供基礎(chǔ)運(yùn)行業(yè)務(wù)和企業(yè)現(xiàn)代化運(yùn)營(yíng)模式的全方位支撐,重點(diǎn)從感知、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用三個(gè)層面展開。這三個(gè)層面在電網(wǎng)各環(huán)節(jié)的表現(xiàn)也各有不同,具體表現(xiàn)為:
發(fā)電:電力物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)電環(huán)節(jié)主要表現(xiàn)在傳感器的應(yīng)用及對(duì)發(fā)電機(jī)等的監(jiān)測(cè)。電容傳感器可以監(jiān)測(cè)電機(jī)引出線傳輸?shù)木植糠烹娒}沖信號(hào),同樣的定子槽耦合器監(jiān)測(cè)定子槽的局部放電電流脈沖信號(hào),電流傳感器監(jiān)測(cè)空間傳播的局部放電射頻脈沖信號(hào)。把相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮,通過無線網(wǎng)專到監(jiān)測(cè)中心。通過分析平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,將數(shù)據(jù)通過報(bào)表、統(tǒng)計(jì)圖等形式顯示給發(fā)電企業(yè),從使其整體把握發(fā)電狀態(tài)及可能受到的影響,為電力生產(chǎn)和防災(zāi)減災(zāi)提供依據(jù)。
輸電:電力物聯(lián)網(wǎng)在輸電環(huán)節(jié)主要表現(xiàn)在對(duì)輸電線路的在線監(jiān)測(cè)。在輸電線路上部署溫、濕度傳感器及拉力傳感器等,在高壓桿塔上布設(shè)斜度傳感器等,對(duì)輸電線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),傳回?cái)?shù)據(jù)中心形成三維圖像,從而對(duì)電力輸送線路的運(yùn)行情況有一個(gè)全面的把握,及時(shí)預(yù)防或排除可能發(fā)生的故障。同時(shí),通過電力通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器、RFID技術(shù),對(duì)輸電設(shè)備進(jìn)行全方位的保護(hù)和保電支撐。主要表現(xiàn)在對(duì)設(shè)備履歷、設(shè)備標(biāo)識(shí)的收集,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)進(jìn)行視頻監(jiān)控、防誤報(bào)警等。
變電:變電站是整個(gè)電網(wǎng)各環(huán)節(jié)中比較復(fù)雜的部分之一,電力物聯(lián)網(wǎng)在這一環(huán)節(jié)的應(yīng)用表現(xiàn)形式也具有多樣性。首先是對(duì)變電站周圍環(huán)境及設(shè)備零件的的狀態(tài)監(jiān)測(cè),通過傳感器收集由于局部放電而產(chǎn)生的爆裂狀聲發(fā)射、設(shè)備內(nèi)的短路及過負(fù)荷等異常現(xiàn)象、高頻電流等的相關(guān)數(shù)據(jù)。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析,從整體上把握變電站的運(yùn)行情況。其次是變壓器的狀態(tài)監(jiān)測(cè),如變壓器的內(nèi)部壓力情況,通過振動(dòng)傳感器、噪聲傳感器還可以看到鐵芯松動(dòng)或變形情況,從而撐握變壓器運(yùn)行情況。最后是對(duì)整個(gè)變電站設(shè)備的智能巡視,對(duì)母線、避雷器、高壓開關(guān)、電流互感器、斷路器、繼電保護(hù)等所以相關(guān)設(shè)備都進(jìn)行內(nèi)部標(biāo)簽部署和收集整理,形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資料。這樣就能對(duì)變電站設(shè)備有一個(gè)系統(tǒng)的把握,對(duì)設(shè)備的運(yùn)行限、生產(chǎn)廠家和品牌、可能出現(xiàn)的故障等都可以在需要的時(shí)候第一時(shí)間了解。
配電:配電網(wǎng)是直接與電力用戶相連接的一環(huán),起到承上啟下的作用,在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中起到樞紐作用。與輸電和變電環(huán)節(jié)相同,對(duì)配電相關(guān)設(shè)備和現(xiàn)象的監(jiān)測(cè)手法也相似。所不同的是,配電網(wǎng)要對(duì)上游傳輸?shù)碾娔芰亢拖掠坞娏τ脩舻挠秒娗闆r進(jìn)行整體分析,并作出配電決策。在這過程中,物聯(lián)網(wǎng)中云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用。只有做出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析,才能在配電時(shí)提高供電可靠性,實(shí)現(xiàn)配電智能化。
用電、調(diào)度:這部分的主要表現(xiàn)形式為供電公司對(duì)用戶用電信息的采集及智能用電系統(tǒng)。通過智能電表,對(duì)用戶的用電情況進(jìn)行采集,抄表周期從過去的一個(gè)月到一周再到2分鐘,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)抄收和高速、雙向互動(dòng)。而隨著通訊技術(shù)的提高,實(shí)現(xiàn)了無線傳感和電力線寬帶的復(fù)合應(yīng)用。供電公司和物業(yè)管理中心能過以太網(wǎng)對(duì)用戶的智能終端進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),及時(shí)了解用戶家中設(shè)備的運(yùn)行情況和應(yīng)用需要,為用戶提供相應(yīng)的服務(wù)業(yè)務(wù)。同時(shí)還可以對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行提前預(yù)警,比如電費(fèi)使用情況、電壓穩(wěn)定情況等。
我國(guó)電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景
電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展迎合了電力行業(yè)的需求,率先發(fā)展起來的智能電網(wǎng),其核心在于構(gòu)建具備智能判斷與自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的多種能源統(tǒng)一入網(wǎng)和分布式管理的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),可對(duì)電網(wǎng)與用戶用電信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和采集,且采用最經(jīng)濟(jì)與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶,實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的最優(yōu)配置與利用,提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和能源利用效率。
隨著我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè),電力物聯(lián)網(wǎng)在其中的作用也日益突出。未來電力物聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)發(fā)展上會(huì)顯著增強(qiáng),初步形成較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈,應(yīng)用規(guī)模和水平也會(huì)有顯著提升。廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié),形成較為成熟的、可持續(xù)發(fā)展的、統(tǒng)一的電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)模式,實(shí)現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)同步建設(shè)。全面開展電力物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用及公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè),實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的全面融合。
按照規(guī)劃,到2015年,電力物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究與制定、產(chǎn)業(yè)鏈條建立與完善、重大應(yīng)用示范與推廣等將取得顯著成效,初步形成創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用牽引、協(xié)同發(fā)展、多方共贏的電力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。
電力物聯(lián)網(wǎng)是電力行業(yè)的一次革命。是電力行業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果,究竟電力物聯(lián)網(wǎng)如何續(xù)寫傳奇,在電力行業(yè)如何再領(lǐng)風(fēng)騷,有待所有電力人的共同努力。
(審核編輯: 小王子)