摘要:電力物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應用,智慧城市、智慧電網(wǎng)等都是將物聯(lián)網(wǎng)技術、人工智能技術、大數(shù)據(jù)技術等等先進技術相融入,通過合理整合通信基礎設施資源和電力系統(tǒng)基礎設施資源,提高電力系統(tǒng)信息化水平、配電系統(tǒng)的智能效率和供電能力,改良電力系統(tǒng)現(xiàn)有基礎設施利用效率,為電網(wǎng)發(fā)、輸、變、配、用電等環(huán)節(jié)提供重要技術支撐。
前言
配電網(wǎng)在電力能源系統(tǒng)中占有著重要地位,是實現(xiàn)感知、提升用戶體驗、優(yōu)化運營的關鍵環(huán)節(jié),也是建設電力物聯(lián)網(wǎng)的基石和關鍵所在。其在電力系統(tǒng)中的重要地位決定了進一步優(yōu)化配電網(wǎng)系統(tǒng)的重要性;同時近些年來,智能配電與物聯(lián)網(wǎng)的概念的興起,越來越多與智能配電相關的新概念、新技術也不斷被提出,其中就包括了電力物聯(lián)網(wǎng)技術的問世。電力物聯(lián)網(wǎng)作為一種具有高度戰(zhàn)略意義的新型技術,被高度重視,我國在《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中就將電力物聯(lián)網(wǎng)技術作為五項主要任務之一提出。
一.電力物聯(lián)網(wǎng)基本特征概述
(1) 可感知
可感知性是電力物聯(lián)網(wǎng)較基礎也是較重要的特征之一,通過射頻識別、傳感器、二維碼等感知、捕獲、測量技術對物體進行實時信息的采集。再利用相關設備進行及時反饋,使得我們能對配電網(wǎng)中的每一個流程運行情況進行實時掌握,避免其他干擾因素導致的系統(tǒng)紊亂,降低配電系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)故障的概率。
(2) 智能化
先將物體接入信息網(wǎng)絡,再借助各類通信網(wǎng)絡來可靠的進行信息的實時同步和共享。在通過平臺技術對數(shù)據(jù)進行分類和篩選,將有用信息數(shù)據(jù)通過圖形化、表格化進行展示,方便運維人員進行數(shù)據(jù)查詢和故障分析及處理。
(3) 互聯(lián)性強
無線技術(4G、5G、LORA、NB)的支撐,使各個能源客戶端能夠同配電網(wǎng)系統(tǒng)進行信息數(shù)據(jù)交流,以便及時對配電網(wǎng)系統(tǒng)運行進行及時調(diào)整。而安科瑞推出的ADW系列物聯(lián)網(wǎng)通訊電力監(jiān)測設備正是切合了該特點,通過多樣的上傳方式(4G、NB、LORA等)將采集到的數(shù)據(jù)實時的上傳到云端的平臺,在結(jié)合平臺的數(shù)據(jù)分析功能,給到用戶較詳細、較簡潔明了的數(shù)據(jù)報表。這也是萬物互聯(lián),智慧電網(wǎng)的表現(xiàn)形態(tài)。
二.電力物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應用內(nèi)容
(1) 配電網(wǎng)的監(jiān)控
配電網(wǎng)流程與環(huán)節(jié)眾多,任何微小問題都可能導致運行故障,因此實現(xiàn)電力設備狀態(tài)的在線監(jiān)測是配電網(wǎng)智能化的關鍵步驟。對于電力系統(tǒng)現(xiàn)有的10KV變電站設備加裝狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),利用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)對高壓系統(tǒng)的在線監(jiān)測與故障分析,然后由人工根據(jù)系統(tǒng)診斷結(jié)果進行檢修計劃的制定,以便在設備發(fā)生故障前就能及時排除隱患,避免不必要的經(jīng)濟損失,降低維護成本,提高設備運行的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性,以下為安科瑞微電網(wǎng)能效管理平臺為例,通過云端平臺我們可以結(jié)合曲線圖樹狀圖等即可直觀的了解到設備的運行情況。
(2)智能用電管理
智能用電管理利用物聯(lián)網(wǎng)技術有助于實現(xiàn)智能用電的雙向交互服務、用電,信息采集、家居智能化、家庭能效管理、分布式電源接入以及充電樁技術,為實現(xiàn)用戶與電網(wǎng)的雙向互動、提高供電可靠性與用電效率以及節(jié)能減排提供技術保障。通過在電動汽車、電池、充電設施中設置傳感器和射頻識別裝置,可以實時感知電動汽車的運行狀態(tài)、電池使用狀態(tài)、充電設施狀態(tài)以及當前網(wǎng)內(nèi)能源供給狀態(tài),實現(xiàn)電動汽車及充電設施的綜合監(jiān)測與分析,保證電動汽車的穩(wěn)定、經(jīng)濟、合理運行。物聯(lián)網(wǎng)技術有助于實現(xiàn)家居智能化,通過在各種家用電器中內(nèi)嵌智能采集模塊和通信模塊,可實現(xiàn)家用電器的智能化和網(wǎng)絡化,完成對家用電器運行狀態(tài)的監(jiān)測、分析以及控制。安科瑞針對“源網(wǎng)荷儲充”開發(fā)的云平臺既是智能用電管理的具體表現(xiàn)。
三.電力物聯(lián)網(wǎng)采集終端概況
采集終端即為感知層設備,通過射頻識別、傳感器、二維碼等感知、捕獲、測量技術對物體進行實時信息的采集的設備,如:電能表、水表、燃氣表、溫度傳感器等。而在配電網(wǎng)系統(tǒng)中應用廣泛的便是智能電表。
區(qū)別于傳統(tǒng)的基于電參量監(jiān)測功能的電能表,智能電表的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在強大的互聯(lián)功能和智能化監(jiān)測上,這里以安科瑞推出的ADW300物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測儀表為例說明一下智能電表相較于傳統(tǒng)電表的優(yōu)勢。
強大的互聯(lián)功能:相較于傳統(tǒng)電表的本地采集方式,通過與物聯(lián)網(wǎng)技術的結(jié)合,目前該款終端監(jiān)測設備除了可支持RS-485通訊,在網(wǎng)絡通信層也可支持采用GPRS、WiFi、NB-IoT等各種通訊技術,同時在通訊協(xié)議的適配方面也涵蓋了目前市面上的大部分通用協(xié)議。
智能化監(jiān)測:主要是通過附加功能來協(xié)助終端采集設備的智能交互,如:支持開關量輸入輸出,可結(jié)合具體現(xiàn)場實現(xiàn)開合閘的保護功能;支持多路的溫度測量和漏電監(jiān)測,防止因為故障、老化導致的溫度過高而出現(xiàn)的安全隱患;報警上傳功能,支持各項電參量的報警設定,及時的上傳報警數(shù)據(jù),再通過平臺短信預警等措施及時的通知到用戶端進行現(xiàn)場故障的處理。
四. 電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景
從國家政策層面的規(guī)劃來看,2025年前建成電力互聯(lián)網(wǎng)勢在必行,這幾年通信運營商在物聯(lián)網(wǎng)應用方面做了許多工作,電力系統(tǒng)針對智能配電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)應用也做了很多工作,同時國家也正與國內(nèi)外智能配電網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)方面的機構合作開展一些深入的研究工作,各地關于智能電網(wǎng)的投資也在持續(xù)增長,招標數(shù)量也呈上升趨勢。南方電網(wǎng)在近2年也投入了上千億來進行電網(wǎng)的智能化建設。另一方面,電網(wǎng)需求的增長也促使電網(wǎng)供給端進行自動化和智能化升級,從而創(chuàng)造海量的電力物聯(lián)網(wǎng)市場。近些年,安科瑞也陸續(xù)與多地電力公司進行合作,提供終端設備,云端平臺等服務,并且不斷根據(jù)用戶的需求完善產(chǎn)品功能,全力參與建設電力物聯(lián)網(wǎng)下的智能電網(wǎng)。
總結(jié)
智能配電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術研究和應用研究作為未來的大趨勢必將有越來越多的企業(yè)參與其中,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術在智能配電網(wǎng)應用中的重大突破,打造電力物聯(lián)網(wǎng)芯片設計、應用開發(fā)、軟件平臺等完整的產(chǎn)業(yè)鏈也勢在必行,安科瑞推出的微電網(wǎng)能效管理平臺再搭配安科瑞ADW系列在線監(jiān)測儀表即可做到系統(tǒng)化和科學化的對智能配電網(wǎng)進行管理,維護其正常運行狀態(tài),為居民生活提供更加穩(wěn)定和更加安全的電力能源,促使配電系統(tǒng)在未來進一步發(fā)展。
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