基于物联网技术的电力系统通信设计分析
王斌
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王斌,. 基于物联网技术的电力系统通信设计分析[J]. 中国电力技术,2024.3. DOI:10.12721/ccn.2024.159785.
摘要:
物联网技术作为一种新兴的高科技网络技术受到了社会各界的广泛关注,本文首先阐述了几种物联网核心技术以及物联网技术下的通信网络总体架构,指出了物联网技术在电力通信系统中的应用范围,分析了基于物联网技术的电力系统通信网络的主要功能,并总结了通过物联网对电力系统通信进行改革的方法与策略。
关键词: 物联网电力系统通信设计
DOI:10.12721/ccn.2024.159785
基金资助:

一、物联网核心技术概述

随着近年来的发展,物联网技术的应用越来越广泛,有效提升了信息传送效率和生产效率,互联网可以通过射频识别等信息传感设备,将物品与互联网相连接,从而进行智能管理,起初物联网是以网络技术微观技术实现用户货物和商品的管理,随着技术的不断发展,物联网开始应用于对物品的控制中,物联网可以通过感知周边环境的变化,从而操控物体,除了操控宏观物体以外,近年来材料技术的发展使物联网可以对微观物体进行精确控制,进一步拓宽了物联网的功能属性,针对传统网络邮购对物联网应用造成的影响,可以通过利用融合技术来抵消。

物联网中的传感器和检测技术是物联网核心技术中的核心,使物联网者具备了认知过程,以及对外部世界及其自身状况的了解,同时传感器和检测技术也能够帮助物联网在分析处理数据以及传输数据的过程中获得最原始的数据信息,近年来传感器和检测技术也逐渐向着网络化和信息化发展,同时体积也越来越小,近年来传统的传感器逐渐被嵌入式web网络传感器所取代,变得更加智能化。

RFID技术是一种利用射频信号和空间耦合进行非接触式数据传输的技术,具有在复杂场景下自动收集信息并识别目标物体的能力。RFID射频识别系统通常由标签、天线和阅读器等部件构成。这些部件协同工作,能够自动识别目标物体并收集相关信息,从而大大提高了工作效率和准确性。标签是RFID系统中的基本组成部分,存储着特定的信息。这些信息可以通过天线发送出去,并通过RFID阅读器接收。阅读器能接收标签发送的信号,并将其传输到计算机系统进行处理和分析。通过这种方式,RFID技术可以在无需人工干预的情况下自动收集目标物体的信息,从而大大减少了人工操作的成本和时间,而阅读器射频信号将产生磁场,由电子编码芯片和耦合器件的标签在通过磁场后对电流进行感应从而获得能量发送芯片信息,阅读器还可以读取标签信息,天线是传输标签与阅读器之间信号的重要工具。

网络融合技术是基于网络层面融合各种异构网络,最初网络融合技术只应用于数据网和互联网业务层面,近年来随着网络信息技术的不断发展,网络融合技术,针对跨网络业务发展存在的阻碍以及网络复杂性进一步完善。

二、基于物联网技术的通信网络总体架构

基于物联网技术的通信网络总体架构包括感知层,传送层和应用层三层结构,感知层主要包括传感器,网络读码器,摄像头和传感器,负责收集通信网络末端信息,通过传送层将信息传输至应用层,由应用层来显示和处理信息。感知层有效拓展了通信对象的覆盖范围,具有感知数据和采集数据的能力,感知层是物联网结构的核心。传送层包括物联网网关,有线局域网,互联网舰船通信网,有线局域网,Ziabee,网络层负责数据传输,数据汇聚以及信息处理,融合了多种领域,如传感器网络,移动通信以及互联网大数据。应用层包括配置管理部分,性能管理部分,故障管理部分和安全管理部分,其中配置管理部分又包括通信网络规划,预案准备以及相关参数的设置;性能管理分为对设备与网络着两种不同性能进行监视与查询,并对其进行分析;故障管理分为告警信息查询以及维护检修;安全管理包括用户管理以及日志编写;应用层能够有效深度融合物联网与行业技术,并对信息技术进行分析处理,当前应用层在智能家居,电力,交通等各个方面发挥着重要的作用,实现了人们生活以及社会发展的智能化。

三、电力通信系统中物联网技术应用的具体领域

(一)应急通信领域的应用

电力系统通信中物联网技术应用于应急通信领域具有显著优势由于应急通信的发生具有随机性,地点和时间都无法确定,对工作人员提出较大挑战。通常情况下,相关人员需要在锁定指挥中心或事故具体部位上花费较长时间,并且需要等待专家或抢修人员抵达现场,并对现场的事故情况进行充分调查之后,才能通过电话视频等方式向调度中心或紧急指挥中心汇报情况。这种方式容易影响应急通信的效率,使救援工作无法及时开展。而物联网技术的应用可以有效地解决这一问题。通过物联网技术,救援人员可以实时监测事故现场的情况,并将相关信息传输到调度中心或应急指挥中心,从而大大提高了应急通信的效率。这一技术的应用不仅可以减少等待时间,提高工作效率,还可以为救援工作提供更加准确和实时的信息,从而更好地应对突发事件。

(二)配网通信领域的应用

在配网通信领域物联网技术的应用十分全面,尤其在10kv以下电压等级网络等高压输变电网中,物联网技术的应用较为广泛,应用物联网技术可以基于配网自动化的层次需求将其分为区调分站层,配网主站层和通信子站层,其中曲调分站层主要包括曲调远程工作站负责数据网的调度,配网主站层包括配电主站,进一步分为无线网,调度数据网,通信子站,光纤,通信子站层主要包括配网终端。当前配电网通信将所有设备与互联网相连接,使配网通信工作更加轻松便捷,同时物联网技术的应用还实现了自动化遥控,遥信等功能,有效解决配电终端数量多,变动频繁的问题。

(三)智能电网领域的应用

物联网技术应用于智能电网领域融合了通信,信息控制以及传感测量等多种技术,保证了电网系统的安全运行。智能网络中的智能电网测量技术,通信技术,信息技术控制技术,决策技术,共同实现了智能电网的可靠性,高效性,并满足了低碳社会发展的要求,同时智能电网的电能质量较高,供电比较可靠,资产利用率和劳动效率具有明显的优势,并且智能电网中的可再生能源及分布式能源利用更加节能。物联网技术可以提供更优质的通信测量控制技术,第一时间全面采集各类底层信息,提高电网管理的效率。

四、基于物联网技术的电力系统通信网络的主要功能分析

(一)通信设备的状态监控

基于物联网技术的电力通信网络具有通信设备状态监控的功能,利用监控到的数据信息分析通信设施运行的情况,针对传感装置检测到的数据,其可用于分析当前设备运行状态,有利于及时排除故障,或更换相关设备。

(二)通信设备的智能标识

基于物联网技术的电力通信网络的通信设备智能标识功能是通过射频识别技术对设备的动态信息进行扫描,扫描静态信息包括设备尺寸,重量,型号,大小等,这些信息将会储存在系统中,通信设备的智能标识是能够储存设备信息的电子标签,电子标签及智能标识能够使信息交换工作更加便利。

五、基于物联网技术的电力系统通信系统技术

基于物联网技术的电力系统通信系统技术包括主要采用B/S应用终端的客户端,包括配置管理、安全管理的服务器端,包括前端服务器,读写器,数字单元,设备网管的前置端。其中服务端是实现业务逻辑转发功能的重要结构。客户端可以对设备性能进行监视以及调整相关参数,前置端通过摄像头,电子标签,传感器,智能设备等结构实现传感功能可以为电力系统提供相关信息数据和参数。

六 总结:

总而言之,随着我国智能电网的不断发展,物联网技术也迅速进步,电力系统的通信也随之得得到提升,相比较于传统网络,物联网可以实现许多原本之存在于设想中的东西,并更好的应对突发状况,然而,与先进国家相比,我国的物联网技术在智能电网领域仍存在一些问题,需要进一步深入融合物联网技术与电力系统技术,推动智能电网的发展,提高电力系统的效率、稳定性和可靠性,为经济发展和社会生活提供更好的电力服务。

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