摘要:物联网技术已经能够完全代表下一代信息技术的总体发展方向以及发展趋势,虽然现阶段物联网技术仍处于一个初期阶段,所拥有的技术缺乏一定完善性,但笔者始终坚信,随着人们的共同努力,物联网这项技术在电力系统通信领域中必将迎来一个美好且广阔的未来。
关键词:电力物联网通信;安全技术;应用
引言
目前国网公司已经全面开展构建泛在电力物联网的部署,构建枢纽型、平台型和共享型的现代化智能电网。构建泛在电力物联网需要使得电网和互联网实现融合,提高两者在技术和应用上的互联互通,利用互联网技术推动电网的发展和智能化水平的提高。在泛在电力物联网中,数据的流通性和处理能力将会得到较快的提升,并且对于数据的采集和感知的能力较强,可以提升对客户的服务能力,保证电网的安全稳定运行和清洁能源的并网消纳,进而推动综合能源系统的建设。
1电力物联网概述
电力物联网是将近年来发展起来的物联网技术应用在电力行业中,可以提高电网运行的智能化水平。在电力物联网的架构方面,一般是有采集器、传感器、数据处理软件、通信通道等方面构成,其中先进的通信技术是构建电力物联网的关键环节。在电力物联网中,所涵盖的内容范围较广,包括新能源、煤改电、电动汽车及充换电站、配电自动化等,以及发展起来的综合能源系统。在综合能源系统中,可以将冷热电气等多种不同的能源形式加以融合,以提高能源综合系统中的能源利用效率。通过构建电力物联网平台,可以提高电力数据的共享水平,为提高电网的智能化水平提供有力的支持。
2目前电力系统主要通信模式及缺点
电力系统的运行关乎国计民生,因此电力泛在物联网的建设必须考虑极高的安全性和可靠性。目前电力行业所依赖的信息传输主要为通信专网和部分公共通信网络。随着电力体制的改革,新能源大规模、高密度接入电网,各种不确定性及扰动增加,电网的的安全稳定运行挑战增加,电力数据的传输及处理的安全性显的尤为重要。比如电网的自动化调度、电网的日常稳定运行、电力系统中的各种管理系统信息传输,是电网稳定运行的基础。例如2015年乌克兰电力系统曾因黑客的入侵,造成了大面积的停电事故。因此研究实现物联网异构系统的安全接入,避免信息泄露、篡改伪造、旁路攻击,确保信息安全稳定传输十分迫切。
3现阶段物联网技术在电力系统通信的三大应用
客观而言,结合物联网技术最显著特点以及电力系统通信的最显著特点,物联网技术在电力系统通信领域主要有如下三大方面的应用策略。
3.1物联网技术可应用于应急通信领域
电力系统通信领域中,应急通信发生的地点和时间往往不确定,这也在客观上直接导致相关工作人员无法准确锁定指挥中心以及事故具体地点,这就需要专业抢修人员在抵达现场后,全面排查现场事故状况,并且通过电话、视频等传输方式尽快向应急指挥中心以及调度中心汇报现场情况。而物联网技术能够有效解决这一难题。这一先进的技术可以使应急指挥中心以及调度中心通过对电网工作状态有关信息、设备运行状态的全方位智能监测,第一时间为调度中心日常各项管理以及应急指挥提供最准确、最及时的数据信息。一旦发生各类应急情况和突发事件,相关工作人员就可以通过物联网技术准确将事故现场进行定位,详细彻底的了解现场设备及相关部件损坏程度以及损坏情况,便于在最短时间内调拨合适的设备进行更换工作。
3.2物联网技术可应用于配网通信领域
物联网技术在现阶段可以全面应用于配网通信各项工作中。配网相对于当前所使用的高压输变电网,特别是10kV及以下电压等级网络来说,具有电压等级较多、配电设备数量较多、电压等级较多、结构复杂等特点。
现阶段,根据配网自动化的层次需求,配网通信可以划分为区调分站层、配网主站层、通信子站层三层。根据配网通信的主体特征,现阶段的配电网通信暂时无法用采用单一通信方式来实现,主要采用的方式为光纤通信方式、载波通信方式、无线宽带技术以及租用无线公众网通信方式来实现。毫无疑问,物联网的全面应用能够有效解决配电主站和配电终端间的各种通信问题,能够通过把配电网的现有一切设备和相关部件全部与物联网相连,较为轻松快捷的完成配网通信的相关工作任务;同时,还能够全面实现配网自动化的遥控、遥信、遥测各项信息。当前阶段所采用的载波、GPRS等常见通信技术因带宽有限只能够实现“两遥”(遥测、遥信)信息。相对而言,物联网技术则能够充分解决配电终端数量较多、变动较频繁等各类问题。
3.3物联网技术可应用于智能电网领域
智能电网堪称是一个技术水平先进且可靠、安全、高效的现代化电网。在这项工作中,各电压等级的电网能够达到协调性发展,科技含量十足的通信、信息、控制以及传感测量等技术能够与电网进行有机的融合,电网系统能够全面安全运行,满足“低碳社会”发展的全面需求。
现阶段,优质的物联网技术可以为智能电网提供优质的通信技术、测量技术、控制技术支持,还能够实现远程抄表、电网负荷节能控制、电网设备状态在线全面监测、电网事故定位跟踪等[3]。电网底层的数据一般囊括配电房的开关以及电缆沟的各项信息,这类信息在当前阶段还不能用有效的通信方式进行采集和整理,倘若通过物联网技术进行合理化的联合,就能够在第一时间将各类底层信息进行全面采集,促使电网管理各项应急工作从事后处理转为事前预防,全面提升电网管理以及应急的总体效率。此外,物联网技术在现阶段还能够广泛应用于智能交通领域以及工业监控领域,并且在市政管理、环境治理等涉及社会服务的众多领域起到应有的作用。
4物联网融合5G通信技术的应用展望
5G技术的突破,影响最大的便是物联网,可以说,5G网络就是为物联网时代服务的,未来5G网络的传输速率可达10Gbps,1s内可以完成4G网络2min完成的工作量,如此高速的网络势必给电力检修行业带来巨大的变革和影响。就之前物联网技术在电力检修应用的3个方面来看,将带来以下趋势。首先,随着5G通信传输速率的提高,数据的交换量可以百倍增加,在进行远程监控、远程培训等方面可以同时使用更多的传感器,实现更高的精度,传输更加清晰的视频和数据。如无人机自动巡线中,搭载超声波传感器可以测距,远红外成像传感器可以便于发现过热故障,搭载高清摄像头可以发现细节问题,使巡检和故障诊断质量得到飞跃式提升。其次,5G通信的低延迟,可将作业地点和电脑实时连接,人们可实时操作、实时分析,精准控制智能机器人和机械设备,不用工人冒着危险去现场作业,就可以安全高效地完成检修任务。最后,是5G通信将带来的虚拟现实体验,针对网络速度要求极高的设备,如AR、VR的反应会和人类的四肢一样灵敏和迅速,借助VR技术可以开展身临其境的安全教育培训,5G远程课堂和高度仿真的检修作业模拟等,工信部宣传片《5G,未来已来》的场景将真实展现。
结束语
时代在发展,科技在进步。物联网作为一项当前阶段新兴的科技含量十足的网络技术,已经受到社会的广泛关注和重视。当前阶段,电力通信、信息系统已经逐步覆盖供电厂、电网、变电站等场所,并且根据所需业务的不同内容以及不同方向建立了综合数据网络、传输网络、调度数据网络等,全面实现通信网络各个层面的互通互联,逐步实现物体之间通信。
参考文献
[1]王毅,陈启鑫,张宁,冯成,滕飞,孙铭阳,康重庆.5G通信与泛在电力物联网的融合:应用分析与研究展望[J].电网技术,2019,43(05):1575-1585.
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[4]赵洪亮.电力行业物联网通信网络结构及拓扑研究[J].中国新通信,2018,20(19):5.