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物联网与智能电网


监控装置
物联网让变电设备巡检更便捷
电力设备、杆塔上安装RFID标签,RFID标签就像身份证一样,记录其一切信息,包括编 号,建成时间、日常维护、修理过程及次数,此外还可以记录杆塔相关地理位置和经纬 坐标,以便构建基于GIS的电力网分布图。根据基于GIS的电力网分布图来查看设备、杆 塔分布,以便快速确定问题杆塔的地理位置。为巡检人员提供有效的标示信息。
•第三阶段(2016年-2020年)引领提升阶段 预计投资1.7万亿元,其中特高压投资2500 亿元。 将全面建成同意的坚强智能电网, 技术和设备达到国际先进水平。届时,国 家电网公司优化配置资源能力将大幅提升, 清洁能源装机比例将达到35%,分布式电 源实现即插即用, 智能电表普及应用。
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国外智能电网的发展历程
监控平台
电厂设备监控
监测电厂设备运 行状态,采集有 功功率,主蒸汽 等重要生产数据
方案应用实景
物联网让输电线路可视可控
场景一: 视频监控:采用定时图片压缩传输。 工作原理:监控数据定时传输。发送现 场截图的条件是根据探测图像现场信息 异常或者收到远程指令控制触发,激活 视频图片采集和传输。
场景二:
具体而务实,强调RFID的广泛应用,注重信息安全
日本: 2009年8月 i-Japan战略
在u-Japan的基础上,强调电子政务和社会信息服务应用
对我国启示
依靠技术革命,调整产业结构,转变经济增长方式,应对世界新技术革命的挑战 学习和借鉴发达国家的各种泛在网络战略,进一步推进信息化战略,在下一轮信息化革命中占据 制高点
电网与用户实时பைடு நூலகம்互体现人性化的互动服务
电力服务部门承担着电力用电查询不咨询、业务受理、故障报修、投诉丼报、欠费催缴 、主劢通报、客户回访、生产流程辅劣管理等大量工作。中国移劢提供了移劢客服平台 ,可以基于短信、语音等方式,为客户提供高效、优质的互劢沟通渠道。


世界进入物联网时代
智能电网与物联网
物联网信息中心 3G网络
(算法库、样本 库、信息库)
4G网络
RFID 读写器
M2M 终端
传感器网关
传感器网关
物联网 感知层
RFID标签 传感器
摄像头
传感器网络
传感器网络
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物联网感知层
感知层是实现物联网全面的感知的基础
包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传 感器和M2M终端、传感器网络和传感器网关等
平台对于终端的基本信息、实时状态及历 终端信息 史记录进行实时管理,并且提供在线信息 消息识别 管 理 维护功能。
信息 消息识别 自适应
终端故障 确认以利故障排除;平台并且提供程序空 消息识别 管 理 协议分析 中下载更新,大幅提升终端维护的效率。
终端出现故障时,平台针对终端状态进行 消息识别 流量管理 协议分析
电厂的生产设备采用并联结构,每条生产线路上都进行了相应的 编号,当某一路设备出现故障时,如线路电压的丌稳定,炉膛压
力异常情况,希望通过采集器采集到的各种数据,如有功功率,
主蒸汽等数据,经判断后将必要的预警和报告信息准确发送至相 关负责人。通过电厂生产监控系统,协劣电厂从定时的人工监控 转变为全时的自劢监控。 电厂生产监控场景
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网络层 ——移动通信网是最有效、最具优势的物联网传输载体
移动通信具有有线通信无法比拟的特性
有效满足一些特定行业随时随地传递 和处理信息的需求
移动性
解决我国广大偏远农村地区的有效覆 盖 满足工作人士随时随地收发邮件,签
广域 覆盖
部署快 速灵活
发文件,处理公务的需求;
满足随时随地了解库存,查询市场行 情,完成商业交易; ……
需 求 满 足
个人电脑
第一代计算 机
媒体化和多 用途化能力 通讯功能补 充和扩展
1G TACS
通讯 功能
2G(~200kbps) GSM
3G(2.2~6.6Mbps) TD-SCDMA
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4G(50~100Mbps) LTE-TDD
通信网络和信息技术的发展
各国对于未来信息化战略,都以不同的概念 向物联网发展
国家战略,利国利民
建设物联网,将影响人类社会生活的各个层面
家庭生活
各种终端设备实现智能化的“交流”, 个人家居生活将变得更加舒适和方便
学习
学校范围的扩大,使世界各地的人们都
能享受到与在校生一样的教育服务
工作
机器对机器通信的广泛应用将进一步将 人从工作环境与工作地点的束缚中解放 出来,极大程度上提升执行效率
我们对物联网认识:对物体具有全面感知能力,对信息具有可靠 传送和智能处理能力的连接物体不物体的信息网络。
全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的特征。
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ICT技术不断发展,物联网时代已经成为可能
截止2009年底,移动通信用户数近7.8亿 户,互联网用户数近3.8亿户。
计算机网络 ICT的融合和 智能设备的 感知,实现 无处不在 (Ubiquitou s)的信息服 务
基于物联网的用电信息采集互动服务
实时采集电表运行指标给抁表平台,实现对电表的实时计费管理,真正实现对最终用户用 电量调度管理。
M2M平台 电力远程抄表终端
WMMP协议
基于运营商的独特性,平台得以经由 WMMP在终端接入时就实现终端接入管理, 确保终端在线的安全性及可靠性。
电力用户集中 抄表平台
终端接入 管 理
无线网络
后台管理平台
方案详解:
1.配网自动化终端由配网设备和移动数据终端构成,采用 RS485/232接口和配网设备连接,将相应监控数据通过GPRS网络 传输到M2M终端监控管理系统。 2.应用中心系统采用专线或隧道的方式,与M2M终端监控管理系 统联接。 M2M终端监控管理系统负责接收配网设备上传的业务 数据和网络管理数据。业务数据也可通过移动数据终端接收后, 直接上传到应用中心系统。
成立“智能电网 (SmartGrid)欧 洲技术论坛 2005年1月17日 制定《欧洲未来电网的愿景和战略》 《战略研究议程(SRA)》 《欧洲未来电网发展策略》 2006年5月18日
欧 洲


世界进入物联网时代
智能电网与物联网
智能电网是物联网应用的具体实现 智能电网信息化应用简介
国家战略,利国利民
卫星定位巡检终端 •射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术是一种利用射频通信实现的非接触 式自动识别技术(以下通称RFID技术)。RFID 标签具有体积小、容积大、寿命长、可重复使 用等特点,可支持快速读写、非可视识别、移 动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。
物联网在智能电网各个环节的应用
② 输电 ① 发电
输电环节: 线路监控、视频监控„„
Portal
移动通信网络
供电企业
CRM
⑥ 调度
变电环节: 设备巡检、视频监控„„ 配电环节: 配网自动化、设备监控„„
⑤ 用电
用电环节: 远程抄表、客户关怀„„
变电站
③ 变电
④ 配电
物联网助力电厂生产设备的全程监控
流量控制
信息 识别
平台于信息通道主动识别终端所发出的信 息,并且予以处理,不会影响业务数据正 常传输。 实现多通道(HTTP、UDP、短信、 WMMP…)信息自适应;平台依据信息性 质确保各种信息以适切的形式(文件、短信、 语音…)准确地被发送。 平台得以依据数据、信息的优先级做流量 控制,并且提供非正常事件特殊数据应急 响应机制。
2005 2009 奥巴马将“智能电 网”提升为美国国 家战略
美 国
2003 DOE发布 Grid2030 1998 2002 EPRI提出“IECSA” 及后续智能电网 (IntelliGrid)
2004 DOE启劢 Grid2030
DOE不NTL发起 “现代电网”(MGI)
EPRI提出“复杂 交互式网络/系统” (CIN/SI)
视频监控:终端侧进行数字化视频 压缩。 工作原理:可定时传输数据,实时 传输视频信号。在监控中心对视频 数据进行分析和告警
太阳能供电
物联网让配电网络更智能
配电网自动化场景
配电网络实时监控:可以对变压器的各相电表 电度量、大用户用电情况等信息进行监视
配变终端监视控制
• 故障区段快速定位:可以通过分析配电终端监 控器上传的信息,来判断故障区域 • 隔离故障与非故障区段:可以及时发现存在故 障的设备点,并基于配变控制终端实施远程控 制操作,进行故障区段与非故障区段配电网的 隔离 • 快速恢复供电的功能:对于监测到的跳闸等异 常状态,可以快速实施远程合闸动作。
感知、传输、处理在智能电网中无处不在
来源:Elster
感知
传输
处理
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世界进入物联网时代
智能电网与物联网
智能电网是物联网应用的具体实现
智能电网信息化应用简介
国家战略,利国利民
我国智能电网的建设总体情况
中国智能电网总体目标 “中国国家电网公司正在全面建设以特高压电网为骨 干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,以信 息化、自劢化、互劢化为特征的自主创新、国际领先 的坚强智能电网。” 国家电网将分三个阶段推进坚强智能电网 的建设,总投资预计将超过4万亿 •第一阶段(2009-2010年)规划试点阶段 预计投资5500亿元;重点开展坚强智能电 网发展规划,制定技术和管理标准,开展 关键技术研发和设备研制,开展各环节的 试点。 •第二阶段(2011年-2015年)全面建设阶段 预计投资2万亿,其中特高压电网投资 3000亿元;将加快特高压电网和城乡配电 网建设,初步形成智能电网运行控制和互 劢服务体系,关键技术和设备实现重大突 破和广泛应用。
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