面向智能電網的物聯網架構與應用方案研究

2014-03-13 10:03:49 大云網　點擊量：評論 (0)

引言雖然我國電網信息化程度在不斷地提高，但仍然面臨著一些特殊問題，如建設堅強骨干電力網架，提高電網抵御多重故障的能力，加強各區域電網骨干網架，提升電網穩定水平，增強電網運行靈活性，完善電力相

針對下層的信息采集和傳輸，面向智能電網的物聯網應用框架在感知延伸互動階段，利用大面積、高密度、多層次鋪設的傳感器節點、RFID 標簽以及多種標識技術和近距離通信手段實現電網信息的全面采集，針對各個環節的不同特點和技術要求，分別在電力輸、變、配、用四大環節搭建傳感網絡，同時結合多種近程通信技術，通過數據的大量采集提高信息的準確性，為智能電網的高效節能、供求互動提供數據保障。在信息傳輸階段，以電力通信網作為信息傳輸通道，利用光纖或寬帶無線接入方式傳輸輸電線路信息、變電站設備狀態信息、電力調配信息以及居民用電信息，實現對全網信息的實時監控。

1.2 面向智能電網的物聯網分層網絡架構

面向智能電網的物聯網應用功能框架根據各大環節的不同特點提出了不同的應用需求。根據不同階段完成功能和支撐技術的差異，結合物聯網基本網絡模型，將面向智能電網的物聯網分為感知延伸層、網絡層和應用層三層網絡體系架構，如圖2 所示。

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圖2 面向智能電網的物聯網分層式網絡架構圖

（1）感知延伸層

感知延伸層的監測目標包括與電力環節相關的電力對象、家居對象和智能安防等其他對象。電力對象的感知范圍涵蓋輸、變、配、用四大環節中的氣象環境、設備狀態信息以及用戶用電信息；家居對象的感知則涵蓋家庭水熱電表和遠程操控的智能家電；而其他對象則包含各種負責安防監控的傳感器、攝像頭、RFID標簽等短距離通信設備。從感知對象上采集到的信息經過一定的分類和預處理，通過無線自組織傳感網、紅外通信、現場總線等多種短距離通信手段接入感知終端和互動終端，在終端設備上體現感知數據并實現與用戶的交互式操作。

（2）網絡層

網絡層又分為接入網和核心網。首先，感知終端和互動終端的信息通過網關屏蔽各網絡之間的差異，按數據類別和安全等級分別傳至電力接入專網和互聯網。電力接入專網主要包括電力光纖接入網和寬帶無線接入網，通過電力接入專網與電力核心網互聯，對采集數據進行實時、可靠地回傳；互聯網側包含以太網、ADSL、3G、xPON 等多種接入方式。

（3）應用層

應用層針對智能電網各項業務的需求，搭建各種電力應用平臺。各應用平臺系統在通過傳感手段獲得的大量數據的基礎上提供更加細膩的管理和控制。另外，應該在現有電力應用平臺的基礎上搭建新型感知互動平臺，電網企業通過這個平臺與社會用戶進行相互的感知與互動。感知互動平臺與電力核心網之間的連接必須是在內外網相互隔離條件下，有強有力安全措施保障的間接互聯，因此，圖中對二者的相連選取了虛線連接，意為一種虛擬的、物理隔離條件下的互聯。

如表1 所示，面向智能電網的物聯網平臺相較于現有電力通信網，在環境感知性、自愈性、互動性和安全性等方面都具有較大優勢，而這些優勢無疑是現有電網向著信息化、自動化和互動化的智能電網邁進的根本保障。