泛在电力物联网的关键技术和应用前景论文_王科,冯斌, 刘炜,马珂,许英玮, 闫键, 孙晓

泛在电力物联网的关键技术和应用前景论文_王科,冯斌, 刘炜,马珂,许英玮, 闫键, 孙晓

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摘要:随着物联网技术的发展,在电力系统中其应用的重要性和迫切性也越来越突出,本文通过研究基于物联网技术的新的应用场景和实现方式,来实现对电力安全生产的监测和预警,从而提升电力安全生产水平。物联网,简言之就是通过无线的方式将身边的或远方的“物”联接到一起的网络,从而实现有效的管理和控制。物联网的概念一经提出就为相关应用提供了无限可能,它是将现实中的实物进行了数字化,将分散无序的实物统一和整合成有机的整体,实现物与物间的互联互通,应用场景非常广泛,如物流仓储、自动驾驶、工业制造、家居服务等领域都是其用武之地。鉴于此,本文对泛在电力物联网的关键技术和应用前景进行了分析,以供参考。

关键词:电力物联网;关键技术;应用前景

中图分类号:TP391 文献标识码:A

引言

随着物联网技术的持续发展,物联网技术也逐渐应用到了穿戴式设备、家用电器中,但是物联网技术在电力设备状态检修工作中的应用仍需进行深入研究及分析。在电力设备状态检修工作中应用物联网技术可有效提升电力设备状态检修工作效率及质量,利用物联网技术可及时了解电力设备运行数据,并对这些数据信息进行分析、整理,科学制定电力设备检修计划,这对保证电力设备稳定运行具有重要意义

1物联网的技术体系构架

物联网属于开放的体系构架,要依靠很多技术的支持,而在主要技术方面则包含以下几个方面:一,感知技术,是采用射频识别技术,二维码等感知、捕获的方式,来随时给物体采取信息收集工作;二,信息传送技术,是将电信网络和互联网进行升层次的结合,从而让物品信息能够得到及时、精准的传送;三,智能处理技术,主要是采用多个智能运算技术,来给大量的跨行、跨区域的信息采取分析工作,从而让物品得到智能化的掌控。

2泛在电力物联网的主要特征

泛在电力物联网将“大云物移智”等信通新技术,与新一代电力系统相互渗透和深度融合,其特征主要有5方面。

2.1终端泛在接入

泛在电力物联网中,充分兼容的感知装置广泛布置于电力系统各个环节,电力生产、传输及利用各类数据可实时灵活接人,同时覆盖地面、无线、卫星等多层次的电力泛在通信网将支撑各类网络资源交互需求,实现连接的泛在化。

2.2计算云雾协同

泛在电力物联网通过部署智能网关和云平台,以边缘智能与中枢智能两级架构实现数据的分层处理['雾计算(边缘计算)将云端的计算、网络、存储能力向边缘延伸和扩展,在边缘侧开展实时数据处理与关键数据提取,在减少数据传输量、缓解上层云中心计算压力的同时,大幅提高设备响应速度,有效促进电力系统的分布式区域自治与广域协同运行。

2.3应用随需定制

泛在电力物联网将海量的能源运行、能源使用、能源控制参量等数据汇聚于云平台,通过对能源流、数据流与业务流的实时处理,可根据用户特点与需求,实现用能监测、设备监控、调度优化、远程数据采集、远程诊断等各类业务应用的灵活定制。

3泛在电力物联网的关键技术应用分析

3.1物联网技术在电力设备状态采集中的运用

电力设备状态采集工作中使用物联网技术的主要目的是采集电力设备运行状态数据信息,并且利用感应器将多个来源的信号转变为电信号或光信号,如此才可迅速、准确处理这些信号。感应器是用来采集电信号、光信号的设备,其属于监测系统的重要构成部分,为保证监测结果准确性,需尽量选用精确度较高的感应器。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可见,感应器技术将对电力设备状态监测工作造成巨大影响,现阶段我国自主研发的感应器在性能、质量方面并不能赶超国际水平

3.2物联网技术在输电线路状态监测中的运用

智能感知层物联网智能感知层指的是将物联网作为载体的传感设备,其主要包含:智能传感设备、全球定位系统、红外线传感器等多种设备。智能感知就是利用电力传输、转变电力设备运行状态数据。利用智能感知层采集电力设备运行状态信息,其主要包含:电压、温度、气象信息等多种信息,如此才可保证输电线路及电力设备安装工作可顺利进行。

智能网络层物联网智能网络层将利用无线信号传输各种信息(测温节点、测温终端配置有射频芯片,而无线信号利用射频芯片发射信号)。测温节点中配置的所有射频芯片中会有一个与其他测温节点传递信号;测温终端中配置的射频芯片可与测温节点联系在一起,且测温终端可通过通信总线、管理主机发送温度信息或接收相关指令。

3.3配电通信

对于电力系统中的配网,其主要是借助于载波通信等方法来运行。对于配网的结构,其相对较为复杂,加上使用过程中的电压等级较多,支线数量较多,使得配网通信难度大大增加。对于当前大部分的配电网,其无法实现自身的单独通信,往往都是通过光纤通信等方式来实现。但由于配电网在应用的过程中有时需要对其进行多次改动,而在现实的应用中却无法实现对配电网点的改变,配电通信受到较大的影响。而通过物联网技术的应用则能够很好地解决这一问题,通过物联网技术的应用能够对配电主站和配电网点之间进行有效的连接通信。在使用的过程中,仅仅需要将配电网中的相关设备连接到互联网中,就能够实现对配电网的通信。

3.4防护技术

在网络中使用的安全防护技术主要有加密技术、入侵检测和保护机制以及认证技术。无线通讯技术,无线通讯技术是造成网络安全问题的主要因素,也是现在重点研究的课题,通过各种认证协议对网络安全中的漏洞进行检测和填补,现在主要采用的RFID容易被破坏和窃取,对信息发展造成了不利的影响,甚至危及国家安全以及人民的利益,因此,其安全协议建议采用一种分布式数据库环境的认证协议——分布式RFID询问应答认证协议,此类协议目前没有发现明显的安全漏洞。而其他的LCAP协议或者是Hash-Lock协议等存在着一些问题或者是漏洞,要么无法适应分布式数据库的计算环境,要么无法解决攻击问题,或者只针对某一些身份进行验证,相较之下这种分布式RFID询问应答认证协议更为适合。

对网络进行检测和保护需一起协同配合,才可以有效保障网络的安全。主机的入侵检测、网络的入侵检测以及组件的入侵检测构成了整个入侵检测技术,基于组件的入侵检测技术是在不同的计算机上配置不同功能的组件,这些组件可以单独工作,也可以相互协同工作,这样分布式配置可以增加扩展性和安全性,也提高了检测效率。使用分布式的检测和防护手段是针对于此网络的特点和安全性所提出的建议,在实施过程中应重点寻找和关注可靠节点。

结束语

目前在国家电网公司的信息、通信、营销、管理等各个方面都广泛应用了此物联网络,随着其应用的不断深化,对公司发展起到了重要的推动作用,同时其存在的安全防护问题也日益显著,本文从不同的方面对其所面临的安全风险进行了分析,同时对安全防护技术提出了相关的建议,随着网络的进一步普及和安全需求的不断提高,在传输方面采用更加安全的通讯加密技术是势在必行的。

参考文献

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论文作者:王科,冯斌, 刘炜,马珂,许英玮, 闫键, 孙晓

论文发表刊物:《中国电业》2019年第06期

论文发表时间:2019/7/15

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