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面向智能电网的物联网架构与应用方案研究

2012-07-25 14:06:51

    针对下层的信息采集和传输,面向智能电网的物联网应用框架在感知延伸互动阶段,利用大面积、高密度、多层次铺设的传感器节点、RFID 标签以及多种标识技术和近距离通信手段实现电网信息的全面采集,针对各个环节的不同特点和技术要求,分别在电力输、变、配、用四大环节搭建传感网络,同时结合多种近程通信技术,通过数据的大量采集提高信息的准确性,为智能电网的高效节能、供求互动提供数据保障。在信息传输阶段,以电力通信网作为信息传输通道,利用光纤或宽带无线接入方式传输输电线路信息、变电站设备状态信息、电力调配信息以及居民用电信息,实现对全网信息的实时监控。


    1.2 面向智能电网的物联网分层网络架构


    面向智能电网的物联网应用功能框架根据各大环节的不同特点提出了不同的应用需求。根据不同阶段完成功能和支撑技术的差异,结合物联网基本网络模型,将面向智能电网的物联网分为感知延伸层、网络层和应用层三层网络体系架构,如图2 所示。

 

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图2 面向智能电网的物联网分层式网络架构图


    (1)感知延伸层


    感知延伸层的监测目标包括与电力环节相关的电力对象、家居对象和智能安防等其他对象。电力对象的感知范围涵盖输、变、配、用四大环节中的气象环境、设备状态信息以及用户用电信息;家居对象的感知则涵盖家庭水热电表和远程操控的智能家电;而其他对象则包含各种负责安防监控的传感器、摄像头、RFID标签等短距离通信设备。从感知对象上采集到的信息经过一定的分类和预处理,通过无线自组织传感网、红外通信、现场总线等多种短距离通信手段接入感知终端和互动终端,在终端设备上体现感知数据并实现与用户的交互式操作。


    (2)网络层


    网络层又分为接入网和核心网。首先,感知终端和互动终端的信息通过网关屏蔽各网络之间的差异,按数据类别和安全等级分别传至电力接入专网和互联网。电力接入专网主要包括电力光纤接入网和宽带无线接入网,通过电力接入专网与电力核心网互联,对采集数据进行实时、可靠地回传;互联网侧包含以太网、ADSL、3G、xPON 等多种接入方式。


    (3)应用层


    应用层针对智能电网各项业务的需求,搭建各种电力应用平台。各应用平台系统在通过传感手段获得的大量数据的基础上提供更加细腻的管理和控制。另外,应该在现有电力应用平台的基础上搭建新型感知互动平台,电网企业通过这个平台与社会用户进行相互的感知与互动。感知互动平台与电力核心网之间的连接必须是在内外网相互隔离条件下,有强有力安全措施保障的间接互联,因此,图中对二者的相连选取了虚线连接,意为一种虚拟的、物理隔离条件下的互联。


    如表1 所示,面向智能电网的物联网平台相较于现有电力通信网,在环境感知性、自愈性、互动性和安全性等方面都具有较大优势,而这些优势无疑是现有电网向着信息化、自动化和互动化的智能电网迈进的根本保障。

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    表1 物联网平台与现有电力通信网的性能比较

(责编:fanwei)

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