智能電網中物聯(lián)網的應用前景
RFID(射頻識別)技術是一種無線自動識別技術,又稱為電子標簽技術,RFID技術具有眾多優(yōu)點,廣泛應用于交通、物流、安全、防偽等領域[1,2],作為條形碼等識別技術的升級換代產品,近年來巨大的市場需求使得RFID迅速發(fā)展起來。
而"物聯(lián)網"的內涵是起源于由RFID對客觀物體進行表示并利用網絡進行數據交換這一概念,并不斷擴充、延展、完善而逐步形成的。
智能電網(SmartGrid)、物聯(lián)網(ElectronicProductCodeNetwork,簡稱EPCNetwork)的概念一經提出,立即受到了各國政府、企業(yè)和學術界的重視,在需求和研發(fā)的相互推動下,迅速熱遍全球,本文在綜述智能電網、物聯(lián)網發(fā)展現(xiàn)狀和關鍵技術的同時,提出了我國物聯(lián)網技術在智能電網中的應用前景,并在應用前景下提出智能電網中物聯(lián)網技術框架。
物聯(lián)網的概念
根據歐盟第7框架下RFID和物聯(lián)網研究項目組在2009年9月15日發(fā)布的研究報告定義:物聯(lián)網是未來互聯(lián)網的一個組成部分,可以被定義為基于標準的和可互操作的通信協(xié)議。且具有自配置能力的、動態(tài)的全球網絡基礎架構。物聯(lián)網中的"物"都有標識、物理屬性和實質上的個性,使用智能接口實現(xiàn)與信息網絡的無縫整合。
該組織的主要研究目的是便于歐洲內部不同RFID和物聯(lián)網項目之間的組網;協(xié)調包括RFID的物聯(lián)網研究活動;對專業(yè)技術平衡,以使得研究效果最大化;在項目之間簡歷協(xié)同機制。
物聯(lián)網在中國的發(fā)展
目前,我國已成為世界制造業(yè)中心,信息技術發(fā)展迅速,物聯(lián)網技術研究已迫在眉睫.物聯(lián)網可劃分為一個由感知層、網絡層和應用層組成的3層體系,如圖所示:
物聯(lián)網3層參考體系架構
全面感知、可靠傳送、智能處理是物聯(lián)網的核心能力。全面感知是指利用RFID、二維碼、GPS、攝像頭、傳感器、傳感器網絡等感知、捕獲、測量的技術手段隨時隨地對物體進行信息采集和獲取。可靠傳送是指通過各種通信網絡與互聯(lián)網的融合,將物體接入信息網絡,隨時隨地進行可靠的信息交互和共享。智能處理是指利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術,對海量的跨地域、跨行業(yè)、跨部門的數據和信息進行分析處理,提升對物理世界、經濟社會各種活動和變化的洞察力,實現(xiàn)智能化的決策和控制[3]。
智能電網在中國的發(fā)展
我國的智能電網研究起步相對較晚,從大電網和中低壓電網2個角度同時切入,已經完全成熟并產業(yè)化的成果相對較少。但在很多方面的研究成果已經為發(fā)展智能電網奠定了一定的基礎。
2009年國家電網投資達3500億元,重點仍然在于特、超高壓電網以及跨區(qū)送電工程。2009年起,國家電網,3~5年,投入五六百億元,60-80%投往遠程控制、交互智能等
我國電網的建設現(xiàn)狀中有兩個突出矛盾:
a.伴隨著我國社會經濟的快速發(fā)展,電力消費增長十分迅速,滿足電力需求的任務繁重。
b.我國能源資源分布和經濟發(fā)展的極不平衡,同時現(xiàn)有電網網架結構不夠堅強,制約經濟發(fā)展的影響很大。
考慮我國電網建設的現(xiàn)狀,在建設中國特色的電網生產中,應該參考歐美國家的經驗,制定出切實可行的路線和方案建設堅強的智能電網。
物聯(lián)網在智能電網中的應用前景
我國的研究人員對物聯(lián)網信息服務的研究[4-6]較發(fā)達國家稍晚,在跟蹤發(fā)達國家研究的同時已經逐漸有了自己的創(chuàng)新.參與這方面研究的有中國物品編碼中心、中國標準協(xié)會、AIMChina、復旦大學Auto.ID中國實驗室、北京航空航天大學等科研機構及一些企業(yè),并取得了一些初步的成果.同時,有國內從事RFID研發(fā)的知名企業(yè)在2005年兩會期間提交了《適應社會經濟發(fā)展需求,建立中國物流互聯(lián)網工程》的提案,提出了開展中國物聯(lián)網研究和規(guī)劃的建議,目前有關部委領導已就此提案進行了考察和論證.一些刊物和網站成為物聯(lián)網信息服務的討論陣地.
2010年1月7日,在"信息通信技術支撐智能電網研討會"上,國網信息通信有限公司總經理劉建明在會上作了題為"物聯(lián)網技術在智能電網中的應用"的報告,足見信通公司就物聯(lián)網技術在智能電網中的應用做了充分的準備。本文根據國內物聯(lián)網的研究現(xiàn)狀提出對智能電網物聯(lián)網的架構:
智能電網物聯(lián)網服務信息架構
智能電網WSN感知層包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、各種傳感器、傳感器網絡(指由大量各類傳感器節(jié)點組成的自治網絡,具有自組織、自愈合的特點),WSN感知層的主要作用是感知和識別物體,采集并捕獲信息。
智能電網光網絡層包括光纜、光端機組成的光網絡,物聯(lián)網管理中心、信息中心等利用網絡的能力對海量信息進行智能處理的部分。也就是說光網絡層不但要具備網絡的能力,還要提升信息處理的能力。同時,對海量的物聯(lián)網提供的數據和信息進行分析處理,提升對智能電網的洞察力,實現(xiàn)電網真正的智能化。
智能電網應用層是將物聯(lián)網技術與智能電網的需求相結合,實現(xiàn)電網智能化應用的解決方案。智能電網通過應用層最終實現(xiàn)信息技術與智能電網的深度融合,對智能電網的發(fā)展具有廣泛的影響。應用層的關鍵在于在信息化的過程中,能滿足電網系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié),進行智能交流,實現(xiàn)精確供電、互補供電、提高能源利用率、供電安全,節(jié)省用電成本的目標的各信息元的需求分析以及信息的內部共享。
物聯(lián)網技術在目前的數字化變電站中已經有很大一部分技術與之相適應,而且目前國家電網的通信網是專網不與電信等網絡連接,安全性有很強的保障。隨著智能電網和物聯(lián)網技術的進一步發(fā)展,物聯(lián)網技術必將進一步滲透到智能電網的發(fā)展和建設中,具有重要的經濟價值和研究意義,本文為物聯(lián)網技術在智能電網中的應用提供了一定的參考。