智能电网中,物联网技术的运用不仅可以实现电网系统和结构的优化创新,还能推动电力行业逐渐向自动化、智能化方向发展,做到电能的科学把控,提高企业的经济效益。
1、物联网技术下的智能电网结构优化
物联网下的智能电网结构可划分为感知层、传输层和应用层3部分,每层实用技术各不相同,技术间的有效融合可以满足智能输变电、配电及用电的要求。
(1)感知层
感知层是进行物识别的重要部分,运用的技术以光纤通信、无线传感技术为主,利用智能电网中传递的电信号开展采集、分析和控制工作,了解电能传输质量,加强电能供应的可靠性。在该结构层内,利用新型传感器设备及射频识别技术,能够对智能电网内部信息予以快速识别和处理。感知层是智能电网中物联网技术潜能发挥最为突出的结构,以嵌入方式对整个系统运行加以把控,利用先进技术和设备,实现信息的快速获取和利用,增强智能电网运行的有效性。
(2)传输层
传输层也称为网络层,利用电力光纤网实现对感知层内信息信号的接收,位于系统结构的中间部分,可保证信息传递过程的安全性、及时性。目前传输层的设置可以加大无线传感器网络的应用频率,充分利用该技术对传输层结构实行优化调整,可以实现无线或有线连接,加快传输速度。同时,无线传感器网络设置的灵活性较强,虽然使用的小型传感器数量多,但连接较为便利,调整速度快,可促进传输层内部的良好运行。此外,目前传输层中还将新型的ZIG-REE技术应用其中,用以强化无线通信传输效果。该技术优势为传输距离短、成本低、能耗小、容量高、安全性强及短时延,应用在传输层内,能够在电力系统运行中快速与感知层中的智能传感器有效连接,加快信息数据的采集和融合速度。
(3)应用层
在智能电网中,物联网技术依靠GIS数据、结构数据、非结构数据、实时数据发挥作用。这些数据的快速处理可以为电力信息平台运行提供有效支撑和保障,并在此基础上完善平台结构体系,增强业务能力,更好地处理电力系统运行中的各项问题。智能电网运行中,智能发电、输电及用电均有着不同要求和方案计划,如在智能输电中,需要明确了解导线和杆塔状态,通过天气变化特征预测可能出现的输电风险隐患,之后在系统内进行相应指令的下达,提前开展防控工作,保证电网运行安全性。
2、智能电网中物联网关键技术的应用
(1)传感器技术
智能传感器是物联网技术在智能电网应用中,用于获得外界信息及信号指令的重要技术手段。相较传统的传感器,智能传感器的及时性和精准性更好,而且自身有较强的抗干扰能力,在诸多环境下能保持良好运行,适应性较强。在现阶段小型智能电网中,传感器技术的应用较为广泛,加快了信息采集、分析、处理、传递速度,设备安装便利,抗干扰能力强,可以提高信息准确度和及时性。微型智能传感器在智能电网感知层中的运用,可以解决大量数据处理面临的困难,解决电压检测难度大、功耗大等问题。此外,无线传感器在如今的智能电网中也较常出现,对于强化远程监控效果、实现智能化抄表起到了良好的促进作用。
(2)通信技术
①宽带载波通信。相较传统的窄带载波通信技术,宽带载波通信技术的抗干扰能力更强、传输速度更快、通信存在的延时性更小。应用在智能电网中,能够保证指令下达的及时性、可靠性,减少不必要的麻烦产生。宽带载波通信技术可加快智能电网运行全过程信息采集速度,保障信息安全,提高通信效率。
②5G通信技术。5G通信技术是物联网发展中较为重要且新型的技术,具备大容量、高效率、低延迟的传输特点,在智能电网中能实现实时监测和管控,对于智能电网整体运行情况及时给出科学评估和考量,有效控制运行中故障等问题的产生。另外,5G通信技术可促进无人机巡线传输模式的落实,实时获取影像、图片信息,为现场监控及调整提供保障。
(3)云计算
云计算与大数据技术是目前物联网发展中的关键技术,云计算的存储容量较大,计算量小,网络传输能力强,将其融入智能电网,可强化系统运行的自动化、智能化效果,做到电能科学调度及数据的快速分析。
①智能电网调度。智能电网建设的愈加完善,内部结构复杂性也越来越强。随着规模扩大,如果不能对其展开科学调度,很容易阻碍智能电网运行,影响供电效果,所以要运用物联网技术做到科学管控。云计算技术的应用为智能电网实时监控及调度工作的开展提供了依据,加快数据收集、分析及传输速度,实时掌握智能电网运行效率。基于物联网的云计算技术,可以以总线技术为基础,对分布在不同地区的调度系统实行功能整合,实现系统结构的高度集成,从而构建出实时、全面、准确的电网调度平台,存储海量数据,完成智能电网调度。
②数据分析。智能电网中涵盖的设备信息较多,如智能电表、传感设备等,产生的数据信息巨大,对于这些数据信息的处理和利用,需要运用云计算技术加以科学处理。准确了解智能电网运行状况,快速找出问题所在并解决,实现智能电网的优化调整,提高电网透明度。
(4)智能化技术
智能化技术下的电力设备不仅能够准确提供数字化信息,还能开展自我诊断及自我调整,增强设备适应能力,科学把控智能电网,智能化电力设备的出现为智能电网发展带来更多助力和支持。智能化技术的运用能够对电量与非电量监测信号的分布情况、传输及处理效果加以实时掌握,开展非接触下的测量工作;利用智能技术可对电力设备运行状态加以检测,自动开展故障诊断工作,判断设备的稳定性,并在发现问题后自动上报和处理。该技术下,电力设备能够加快信息采集和信号接收处理速度,增强智能诊断的有效性;智能电气设备下可实现开关最佳时间管控,促进数字化管理的有效落实,通过信息的快速收集和处理,为决策下达及设备操控提供依据;信息交互网络的构建更加完善,信息数据传输及共享的效率逐渐提升,拓展无线通信系统结构,以彰显信息传输及时性,为供配电管控提供保障。