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基于物联网技术的智能终端设备感知技术现状分析

更新时间：2019-12-22 13:36:59 大小：1M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：物联网智能配电网 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(1) 举报

资料介绍

物联网技术可以运用于智能配电网中,有效地整合优化电力资源,提高电力系统的信息化、自动化、互动化水平,增强现有电力设施的利用率.将整个智能配电网络规划为三层:在感知层采用基于物联网的配电一二次设备状态信息传感采集技术采集设备的状态信息、环境测量信息、用户用电信息;在传输层采用基于物联网的配电一二次设备状态信息传输通信技术传输感知层的信息到上层;在应用层采用基于物联网的一二次设备运行状态在线监测管理技术从收到的海量数据中抽取、分析有价值的信息,在管理平台上对配电网的各个环节能够实现三维立体的实时状态监测和预警功能.

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· 通信与信息安全技术·

◇智能电器通信技术专辑

电器与能效管理技术(2018No．21)

基于物联网技术的智能终端设

感知技术现状分析术

备

宋艳，王笑棠，

卢

武，徐绿

(国网浙江省电力公司丽水供电公司，浙江丽水323000)

摘要：物联网技术可以运用于智能配电网中，有效地整合优化电力资源，提高电

力系统的信息化、自动化、互动化水平，增强现有电力设施的利用率。将整个智能配电

网络规划为三层：在感知层采用基于物联网的配电一二次设备状态信息传感采集技术

采集设备的状态信息、环境测量信息、用户用电信息；在传输层采用基于物联网的配电

一二次设备状态信息传输通信技术传输感知层的信息到上层；在应用层采用基于物联网

的一二次设备运行状态在线监测管理技术从收到的海量数据中抽取、分析有价值的信

息，在管理平台上对配电网的各个环节能够实现三维立体的实时状态监测和预警功能。

关键词：智能电网；物联网；智能终端；信息采集；状态监测和预警

‘”J

宋

艳(1975一)，

女，高级工程师，主

要从事调度自动化

技术、信息通信技

术等研究。

中图分类号：TM 73文献标志码：A文章编号：2095—8188(2018)21-0053-07

DOI：10．16628／j．cnki．2095．8188．2018．21．010

Situation

Terminal

Intelligent

Analysis

EquipmentPerceptual

Based on Internet of

Technology

SONG

Things Technology

WANG

Yah，

Wu，XU

Xiaotang，LU

Jing

Power

Grid

Electric

Power

(Lishui

Supply Company，State

Zhenjiang

323000，China)

Company，Lishui

Abstract：Intelligent ^{distribution network combined with Internet of}Things(10T)technology

effectively

and

level of the

optimize power resources，improve information，automation，interactive

entire distribution

intelligent

and

integrate

power system

network is divided

enhance the utilization of

this

existing power^{facilities．In}

paper，the

into three

the

status information

status

for first and second

layers．In

sensing layer，we adopt

acquisition technology

power

based on IOT to

device

collect the

measurement

information，environmental

information，user

equipment

information．Status information transmission

for first and second

technology

device based on lOT in

electricity

the

power

is used．This

transmit the information of the

to the the

upper layer．In

transport layer

layer

sensing layer

use

status on-line

and

for first and second

power

application layer，we

running

layer

monitoring

management technology

device based on IOT．This

extracts and

valuable information from the massive data it receives．And

analyzes

in the

can achieve three-dimensional real—time

status

and

early

finally

management platform，the system

monitoring

for all

function

of the distribution network．

aspects

warning

Key words：smart grid；internet

monitor and

terminal；information collection；condition

things；intelligent

early warning

o引言

篓罂嚣黍誓墓案嚣主凳薹显嚣訾篙嚣霎

随着我国经济社会的发展，用电需求不断增

源受限问题也日益严峻。在这样的背景下，智能

王笑棠(1965一)，男，高级工程师，主要从事电力系统及自动化技术、输变电技术、安全生产技术等研究。

卢武(1979一)，男，高级工程师，主要从事信息通信技术等研究。

+基金项目：浙江省电力有限公司2017年科技项目(5211LSl6009)

一53—

万方数据

· 通信与信息安全技术·

电器与能效管理技术(2018No．21)

◇智能电器通信技术专辑

电网建设便成为当务之急。智能电网因其强大的

资源优化配置能力、绿色环保的发电技术、与用户

协作式的消费方式和稳定的运行状态受到广泛关

注。其中智能配电网作为智能电网的关键环

节，被人们重点研究和讨论旧J。

光纤或载波通信的方式将感知层采集到的信息传

输到应用层。在应用层，以基于物联网的一二次

设备运行状态在线监测管理技术为核心，综合分

析所收到的各种感知信息，判断其有效性和正确

性，最终可实现全方位的监测管理功能和预警功

能。基于物联网技术的智能配电网设计框架如

图1所示。

通常110 kV及以下的电力网都被叫做智能

配电网络。它是整个电力系统与分散用户的连接

部分，能够实现与用户之间的互联互通。智能配

电网旧1是利用计算机信息技术、现代通信技术、

无线感知技术等将采集到的用户终端数据、设备

状态数据、环境测量数据等信息进行信息的集成、

分析与处理，通过多样化的通信手段实现系统主

站与众多远方终端设备之间的互动交流，最终形

成一个配电自动化的智能电力系统，能对整个系

统设备进行有效的监测、控制、保护和管理。

由于智能配电网信息化、自动化、互动化的实

现，首先依赖于配电网中各个环节里重要运行参

数的实时感知和在线监测，那么基于信息感知的

一圈圈圈圈

传输层

感知

^ofThings，IoT)技术便可运用于智

物联网(Internet

能配电网中，成为推动智能电网发展的有效手段。

物联网技术Ho是指所有物品通过多种信息感知

设备，按约定的协议，把物品与互联网连接起来进

行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟

踪、监控和管理的一种物物相息的网络。物联网

技术的问世，是在互联网基础上将用户端(个人

电脑、数据中心等)延伸到任何物品与物品之间，

打破传统的物理设备与IT行业毫无关系的固有

思维，让物与物之间在网络中进行彼此的“交

流”，共享信息。

图1 基于物联网技术的智能配电网设计框架

惑知法

面向智能电网的物联网感知层将具有多源化

信息采集能力，利用各类仪表、传感器、无线模块

联合检测与传输关键信息，并在本地完成采集、感

知、识别、汇聚、融合等功能。感知层需要感知对

象主要包括配电变压器、配电电源、配电开关柜、

远方终端设备、外部电缆导线等o7。。该层的技术

核心是基于物联网的配电一二次设备状态信息传

感采集技术，主要过程是以射频标签和EPC码为

基础，将写有EPC码的射频标签通过读写器自动

上传EPC码，完成对EPC码的采集，所得的EPC

码信息再由嵌有信息采集软件的上位机进行数据

核对与处理旧J。总体来说，用各种智能传感器、

新型MEMS传感器对一二次设备中关键的电量

信号和非电量信号进行采集，感知对象的实时状

态，是整个系统框架的人口。电网物联网终端模

块设计示意图如图2所示，主要包括电源、传感数

据获取、控制单元、数字信号处理与数据传输五大

模块。

系统设计框架

目前，智能配电网与这种新一代的物联网技

术相结合，通过RFID(射频识别)装置、二维码识

读设备、智能信息传感器设备、红外感应器、激光

扫描器、智能定位系统(GPS)等‘51信息感知设备，

提出基于物联网的面向智能电网的3层系统框

架——感知层、传输层、应用层M1。在感知层，以

基于物联网的配电一二次设备状态信息传感采集

技术为核心，通过各种智能传感设备采集设备的

状态信息、环境测量信息，是上两层的基础。在传

输层，以基于物联网的配电一二次设备状态信息

传输通信技术为核心，考虑具体的通信环境，选择

文献[9—10]针对电网数据的特点，提出适用

一54一

万方数据

· 通信与信息安全技术·

◇智能电器通信技术专辑

电器与能效管理技术《2018No．21)

变／配电站后台管理系统

传感器

上传路径

图2 电网物联网终端模块设计不意图

于电力网络数据传输的节点协作补偿方案，主要

对节点协作与路由选择进行研究。文献[11]从

电能量采集系统构成出发，分别从智能电能量采

集终端的设计要求及其结构模型详细分析，同时

对电能远程抄表系统现场数据传输模式、远程抄

表设计方案等进行了详细分析，主要对终端设计

进行研究。文献[12]提出了可延时负荷群跟踪

调度信号的日前优化模型，探讨了能反映发电侧

调度要求的调度信号的选取原则，主要对节点协

作调度进行研究。

变／配电站

图3基于物联网的智能电网变／配电监测

信息汇聚方案示意图

全的设备固定部位，传感器又具备多种不同的监

{!贝4感应模块，获取多类型的状态信息，如设备的温

度信息(避免热损老化)、湿度信息(避免放电漏

电)、振动信息(监测异常振动)、泄漏电流信息

等Ll3。。系统中包含各类信息检测的传感器、固定

sink节点与移动sink节点的方案，其中sink节点

一般作为网络接入汇聚与去冗余的实际采用与接

人端口。移动sink节点一般通过智能可携带设

备由工作人员随身携带，用于电路设备的日常维

护与巡查。当移动sink节点移动靠近相关传感

器时，将主动扫描其通信范围内传感节点数据，节

点通过ZigBee、RFID等无线协议进行数据的回

传，完成全网线路上数据的巡查采集工作。固定

sink设备一般部署于变／配电站点内，对站点内的

每个电力设备的工作状态信息有一个全景式的了

解，并且能组织多跳网络传输，满足应急特殊情况

的传输需求，同时固定sink节点具有较强的数据

处理能力和完善的通信功能，可以将数据进行汇

聚处理和判决。

由上述内容可知，关于感知层聚合技术的研

究主要集中在节点之间协作补偿模式和终端能量

受限两个重要问题上。大量数据通过感知采集的

方式进入网络，网络流量呈现漏斗状分布，智能电

网中网络规模大、数据流量多，给予传输层接入的

压力就越大，发生拥塞和阻塞的可能性就越大，会

严重影响网络性能。且由于智能电网的实际应用

过程中，位置接近的相关传感器信息往往具有较

高的相似程度，重复的发送冗余信息会造成额外

的消耗，因此节点之间的协作补偿冗余消除就显

得尤为重要。将较高相似度的设备信息进行合并

处理，如文献[9]中，基于簇层次划分的网络结

构，将所有簇内节点的采集数据汇总到簇首节点，

适宜地在簇内进行数据处理与冗余消除；亦如文

献[10]中将数据融合与路由选择相结合，边传输

边数据融合，生成最优化路由的方法。在终端能

量消耗方面，需要探讨融合处理与直接转发之间

的能量权衡问题，对数据传输过程中的最优聚合

点和聚合条件给出详细的决策依据。基于物联网

的智能电网变／配电监测信息汇聚方案示意图如

图3所示。

传输层

文献[14]考虑到经济性，因地制宜地进行通

信，主要研究传输层通信的经济性。文献[15]依

据一般用户家庭环境，采用电力线载波通信

(PLC)、电力复合光纤到户(PFTFH)、无线宽带通

变／配电过程中，传感器节点一般置于相对安

一55—

万方数据

全部评论(1)

2022-06-15 15:16:23伟色卓玛

弄得特别好真的特别有用处谢谢

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