面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)智能通信技術(shù)

陳鵬 袁慧

摘?要：智能電網(wǎng)中物聯(lián)網(wǎng)智能通信技術(shù)的廣泛應用，是現(xiàn)代化信息通信技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，對電力系統(tǒng)整體效力的提升有極大的推動作用。本文旨在對面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)智能通信技術(shù)進行論述，將從智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的概念簡述，物聯(lián)網(wǎng)的諸多用途，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用三個層面來進行闡述。

關鍵詞：智能電網(wǎng)?物聯(lián)網(wǎng)?智能通信技術(shù)

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）10（a）-0060-02

現(xiàn)代社會，電力資源是人類不可或缺的能源，但當今社會，能源短缺與環(huán)境問題日益突出，發(fā)展智能電網(wǎng)是解決上述問題的有效手段。世界上諸多國家重視智能電網(wǎng)的建設，雖采用的建設模式有所不同，但是物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)已然被很多國家所采用。在電力需求與電力技術(shù)研發(fā)的雙重作用之下，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用愈加廣泛，并且大有迅速熱遍全球之勢，應對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的遠大前景，相關領域的研究更有深遠的意義。

1智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)概念簡述

1.1智能電網(wǎng)

通過采用現(xiàn)代化的信息手段，實現(xiàn)電網(wǎng)諸多系統(tǒng)，如發(fā)電、輸電、配電、供電、售電、用電等環(huán)節(jié)的智能交流，可以將這樣的電力網(wǎng)絡稱之為智能電網(wǎng)。一般而言，智能電網(wǎng)存在如下諸多優(yōu)勢：能夠?qū)崿F(xiàn)自我修復；能夠有效抵御外來襲擊；能夠?qū)τ脩粜纬杉?，促使他們主動參與電網(wǎng)運作；完善電力系統(tǒng)，減少電量損失；優(yōu)化資源設置，有效降低電網(wǎng)運行資本；實現(xiàn)對多種發(fā)電及蓄電形式的容納；推動電力市場的繁榮發(fā)展。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)

隨著科技的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已然成為互聯(lián)網(wǎng)不可或缺的組成部分。物聯(lián)網(wǎng)的概念是由美國教授Kevin Ashton于1999年所提出，經(jīng)過一定發(fā)展，在2005年于威尼斯所召開的信息社會世界峰會上，物聯(lián)網(wǎng)概念最終形成。通俗而言，物聯(lián)網(wǎng)是“物物相連的網(wǎng)絡”，它的形成需要特定的感知元件，如傳感器、射頻識別、二維碼等，通過對基礎網(wǎng)絡的運用，實現(xiàn)人與物或物與物間的互聯(lián)。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)通信時代已然到來，近乎世界上的所有物體，都可以通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)交換。

2 物聯(lián)網(wǎng)的諸多用途

隨著現(xiàn)代信息化網(wǎng)絡技術(shù)的推廣，作為網(wǎng)絡技術(shù)重要組成部分的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也有頗為廣泛的用途，現(xiàn)簡略介紹如下。

2.1智能物流

物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在物流領域的應用，以智能配送的可視化管理網(wǎng)絡、全自動的物流配送、網(wǎng)絡化信息共享平臺為主，因為采用了可供分析與模擬的軟件，從而形成供應鏈網(wǎng)絡，無論是企業(yè)生產(chǎn)地點的確定、采購地點的設置，還是庫存分配戰(zhàn)略的制定，都能有效地降低配送成本，改善服務質(zhì)量。

2.2智能電網(wǎng)

將物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)廣泛應用于智能電網(wǎng)的諸多環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對電力交換情況的改善，以及電網(wǎng)利用率的提升。有了物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，能夠有效接收風能發(fā)電、太陽能發(fā)電等分布型的能源進入電網(wǎng)，實現(xiàn)對主網(wǎng)的補助性發(fā)電。我國現(xiàn)階段已開始實施階梯性電價，因為智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶電力負荷的實時監(jiān)控，這給用電戶提供了自行選擇電價及能源類型的權(quán)利。

2.3生態(tài)監(jiān)視

物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)還可應用到生態(tài)監(jiān)視領域，如城市大氣、飲用水源地、生態(tài)補償?shù)?。通過對RFID技術(shù)以及視頻感知、聲學、光學、生物、化學、紅外、衛(wèi)星等傳感器的使用，從而實現(xiàn)對監(jiān)控領域的全面感知，再將所得信息進行傳輸，利用生態(tài)分析、決策支持系統(tǒng)、云計算等智能系統(tǒng)進行處理，從而實現(xiàn)對應用領域的智能監(jiān)視。

2.4電子保健

在醫(yī)療保健領域，醫(yī)療信息化得以體現(xiàn)，這離不開物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的普遍應用。電子病歷、醫(yī)學圖像存檔、通信系統(tǒng)、微機醫(yī)囑錄入系統(tǒng)與微機臨床決策支持系統(tǒng)的廣泛應用，能有效減少醫(yī)療差錯，實現(xiàn)對醫(yī)療成本的監(jiān)控管理，維護病人的隱私，有效延長病患醫(yī)療記錄的壽命。與上述內(nèi)容相配合的，還有門診管理系統(tǒng)、臨床信息系統(tǒng)、住院管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)、藥品管理系統(tǒng)、財務管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、OA管理系統(tǒng)等，從而形成醫(yī)院的整體信息系統(tǒng)，保障醫(yī)院醫(yī)療的信息化。

2.5智能交通

世界交通問題令人堪憂，每年因交通事故及交通堵塞所造成的經(jīng)濟損失是極為慘重的，而尾氣排放所造成的環(huán)境污染也愈加困擾著人們。與傳統(tǒng)的交通管理相比，實行智能交通管理，能夠有效地減低交通事故的發(fā)生率，減少交通堵塞的發(fā)生，實現(xiàn)對交通的有效監(jiān)管，從而減少車輛尾氣的排放。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用

3.1物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)中主要涉及到的是射頻識別技術(shù)、無線傳感器與聚合技術(shù)。射頻識別技術(shù)是一種自動識別技術(shù)，能夠通過射頻模式信號來自動識別對象，實現(xiàn)對相關數(shù)據(jù)的獲取與采集。極具代表性的是RFID系統(tǒng)，它由電子標簽、信息讀寫器及信息處理系統(tǒng)三部分組成，其工作原理按如下步驟進行：在通過特定的信息讀寫器之時，物品上所帶有的電子標簽會被讀寫器所激活，標簽所攜帶的信息將被無線電波所傳輸，送至讀寫器及信息處理系統(tǒng)，實現(xiàn)對相關信息的自動采集。

無線傳感器是常用的器件及裝置，能夠?qū)︻A定指標進行感知，并依據(jù)特定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用信號。一般而言，無限傳感器由敏感元件及轉(zhuǎn)換元件兩部分組成。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，納米技術(shù)及MEMS技術(shù)被廣泛應用，無線傳感器的智能化日益凸顯，對物聯(lián)網(wǎng)智能環(huán)境的實現(xiàn)起到巨大推動作用。通過采用一定協(xié)議技術(shù)，可以為不同無線傳感器分配特定的IP地址，形成良好的基礎網(wǎng)環(huán)境，實現(xiàn)多層傳感器間網(wǎng)絡信息的融合。無線傳感器與聚合技術(shù)的應用，形成了新型的網(wǎng)絡連接技術(shù)，具有低速率、低功耗與短距離傳輸?shù)膬?yōu)勢。

3.2應用物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡架構(gòu)

在智能電網(wǎng)中應用物聯(lián)網(wǎng)智能通信技術(shù)，網(wǎng)絡架構(gòu)表現(xiàn)為三個層面，即感知層、網(wǎng)絡層與應用層。通過感知層，采用以RFID為主的技術(shù)手段，來采集智能電網(wǎng)中諸多環(huán)節(jié)的有用信息。通過網(wǎng)絡層，以智能電網(wǎng)中的光纖網(wǎng)為主、線載波通信網(wǎng)為輔，實現(xiàn)對感知層所獲取的各類信息的傳輸，這樣的傳輸可以在廣域和局域范圍內(nèi)進行。通過應用層，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與電力行業(yè)專業(yè)技術(shù)的深度融合，從而實現(xiàn)對電網(wǎng)的決策、監(jiān)控以及服務的智能化管理。

3.3發(fā)展前景

對于電網(wǎng)企業(yè)而言，智能用電的海量數(shù)據(jù)也是一種巨大的財富，對于這些數(shù)據(jù)內(nèi)在價值的挖掘，是智能用電領域的重要研究方向之一。因為從這些用電數(shù)據(jù)上，我們可以大體領略到社會的經(jīng)濟發(fā)展水平，可以了解用電戶的消費能力與社會屬性。如通過對長期不用電的家庭數(shù)量的統(tǒng)計，我們可以得出該城市房屋的空置率；通過對用戶電費繳納情況的分析，可以得出該用戶的信用度。通過采用物聯(lián)網(wǎng)智能通信技術(shù)，對電網(wǎng)企業(yè)所獲得的數(shù)據(jù)進行加工處理，以實現(xiàn)其自身價值的挖掘，還可以為政府及社會其他行業(yè)提供有用數(shù)據(jù)，從這個角度講，電網(wǎng)企業(yè)實現(xiàn)了僅是能源服務企業(yè)的突破，也成為依據(jù)數(shù)據(jù)分析創(chuàng)造價值的企業(yè)。

智能用電在園區(qū)、社區(qū)及樓宇間的推廣是一種必然的趨勢，將覆蓋到整個城市，形成一種智能能源網(wǎng)絡，這便于人們對綠色低碳的生活方式與生活環(huán)境的構(gòu)建，也有益于諸多社會功能的完善與拓展。因為有對互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及云計算等諸多信息通信技術(shù)的綜合采用，面向整個城市的基礎管理網(wǎng)絡形成，能夠?qū)崿F(xiàn)對醫(yī)療、交通、城市服務、公共安全等諸多領域的支持，從這一角度而言，智能用電又對城市能源管理有巨大的意義。

對物聯(lián)網(wǎng)智能通信技術(shù)的應用前景進行展望，除了要繼續(xù)加深在智能電網(wǎng)領域的實踐之外，還要依據(jù)國際智能用電的相關標準，積極與他國進行實際交流，相互借鑒經(jīng)驗，探討增進領域發(fā)展的策略，以實現(xiàn)智能用電的全球化發(fā)展。

4結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)智能通信技術(shù)推動智能電網(wǎng)整體發(fā)展的重要手段，對智能電網(wǎng)的研究突破，不能忽視了這種通信技術(shù)的實踐與運用。智能用電呈現(xiàn)全球化的發(fā)展趨勢，對智能用電的研究工作，如果只局限在國內(nèi)，不與國際的同行交流與合作，那將無異于閉門造車，是不利于我國智能用電領域的整體的發(fā)展的，正因如此，加強該領域國際間的合作與交流是必須的。

參考文獻

[1]王永干.推進信息化領域的行業(yè)融合 促進智能電網(wǎng)發(fā)展[J].電網(wǎng)與清潔能源，2010（3）.

[2]張廣鑫.智能電網(wǎng)的發(fā)展狀況及其功能特點[J].廣播電視信息，2010（5）.

[3]王偉.國外電力體制改革最新進展及其啟示[J].中國行政管理，2010（10）.