物聯(lián)網(wǎng)概念與技術
物聯(lián)網(wǎng)包括人與物、物與物之間的連接,即物聯(lián)網(wǎng)可以隨時隨地實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的交互互通。物聯(lián)網(wǎng)技術的關鍵在于感、傳、知、控,其核心技術如下:RFID技術。一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)。泛在傳感技術。利用各種傳感器,將現(xiàn)實世界中各種事物的變化進行量化,形成數(shù)據(jù),并通過技術手段傳送到指定的位置。
納米嵌入技術。利用納米技術制造超微型的傳感器,構建看不見的傳感網(wǎng)絡。這些被稱為智慧塵埃的超微型傳感器,可以嵌入到任何物品之中,且不造成任何影響。智能運算技術。傳感器得到信息后,需要對其進行語義的理解、推理和決策,這需要智能運算技術來完成。
通過分析我們可以發(fā)現(xiàn),物聯(lián)網(wǎng)擁有更深入的智能化、更全面的互聯(lián)互通、更透徹的感知。首先,它能幫助我們隨時隨地感知、測量、捕獲和傳遞設備的信息;其次,它能將各類不同介質中的信息交互、共享;最后,它能使用數(shù)據(jù)挖掘和分析工具等科學模型和功能強大的運算系統(tǒng)處理復雜的數(shù)據(jù),整合分析海量的跨地域、跨行業(yè)的信息,支持決策和經(jīng)營。因此,物聯(lián)網(wǎng)不再單純的是一種技術手段,更是一劑信息化促進工業(yè)化的良藥。
物聯(lián)網(wǎng)在電力行業(yè)的應用
與電力行業(yè)生產(chǎn)需求相匹配,物聯(lián)網(wǎng)可以全面應用于電力生產(chǎn)、傳輸?shù)恼麄€系統(tǒng),提升電力系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性,幫助電力行業(yè)實現(xiàn)健康、高效的轉型發(fā)展。(如圖1所示)
圖1 物聯(lián)網(wǎng)技術在電力行業(yè)的“綠色”應用
在水力發(fā)電方面,開發(fā)集實時監(jiān)測、趨勢預測、在線調度、風險分析為一體的水庫智能調度系統(tǒng)。根據(jù)水庫來水和蓄水情況及水電廠的運行狀態(tài),對水庫未來的運行進行趨勢預測,對水庫異常情況下水庫調度決策進行實時調整,并提供決策風險指標,規(guī)避水庫運行可能存在的風險,提高水能利用率。在水電站,物聯(lián)網(wǎng)不但可以應用于機組內部的監(jiān)控,還可以應用在壩體的狀態(tài)監(jiān)控,可以在壩體內設置傳感器實時監(jiān)測壩體變化情況,規(guī)避水庫運行可能存在的風險。
在風能發(fā)電方面,可以實時監(jiān)測風能狀況,了解風電功率的變化,預測風電功率的波動趨勢,并通過建立可靠性模型,開發(fā)相應的分析軟件,建立風電廠接入電網(wǎng)的可靠性分析評估方法,避免風電機組波峰波谷差異過大對于電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響。
在光伏發(fā)電方面,由于光伏發(fā)電具有隨機性、間歇性、發(fā)電量與氣候條件有關、能量密度較低等特點,利用物聯(lián)網(wǎng)技術,可以實現(xiàn)對光伏電廠的氣象數(shù)據(jù)實時采集,提高太陽能輸出功率預測的準確性,提高電網(wǎng)運行的可靠性和安全性。
物聯(lián)網(wǎng)技術可以實現(xiàn)電力設備狀態(tài)的實時監(jiān)測。利用物聯(lián)網(wǎng)技術可以在常規(guī)機組內部重要控制點布置相應的傳感監(jiān)測,實時了解機組運行的實際狀況,包括各種技術指標與參數(shù),提高常規(guī)機組的狀態(tài)監(jiān)測水平,及時處理異常指標和潛在問題。
物聯(lián)網(wǎng)技術可以幫助企業(yè)提高生產(chǎn)安全管理水平。由于電力生產(chǎn)管理的復雜性,電力現(xiàn)場作業(yè)管理難度較大,常有誤操作、誤進入等安全隱患。利用物聯(lián)網(wǎng)技術可以進行身份識別、電子工作票管理、環(huán)境信息監(jiān)測、遠程監(jiān)控等,實現(xiàn)調度指揮中心與現(xiàn)場作業(yè)人員的實時互動。
物聯(lián)網(wǎng)技術以提高對輸電線路運行狀況的監(jiān)控能力,可監(jiān)測的主要內容包括氣象條件、覆冰、導地線微風振動、導線溫度等。同時可以通過在塔基下、桿塔上及輸電線路上安裝地埋振動傳感器、壁掛振動傳感器、傾斜傳感器、距離傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設備,實現(xiàn)輸電線路狀態(tài)的實時監(jiān)測,很好地完成對重要桿塔的實時監(jiān)測和防護。
未來發(fā)展與展望
“物物互聯(lián)”使得機器不再是一個獨立的個體,而是能實時向人們匯報狀態(tài)的主體,從而可以大大促進電力行業(yè)向“綠色、安全、智能”的電力行業(yè)轉型。(如圖2所示)
圖2 物聯(lián)網(wǎng)技術促進電力行業(yè)轉型發(fā)展
首先,物聯(lián)網(wǎng)技術可以從生產(chǎn)的全流程進行監(jiān)控,從煤炭堆場的環(huán)境監(jiān)測到機組內部燃燒狀態(tài)監(jiān)測,再到排放環(huán)節(jié)的脫硫脫硝有害化學成分檢測,從而大大加強節(jié)能減排、環(huán)境保護的效果。其次,從發(fā)電企業(yè)發(fā)電設備的監(jiān)控到電網(wǎng)企業(yè)輸電設備的監(jiān)控,物聯(lián)網(wǎng)技術可以幫助發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)企業(yè)提升安全生產(chǎn)的管控能力,針對隱患及時響應。最后,物聯(lián)網(wǎng)技術最核心的提升是智能化。電力企業(yè)海量數(shù)據(jù)收集之后,利用決策支持系統(tǒng)進行分析處理,幫助企業(yè)實現(xiàn)智能化思考,做出最合理的應對措施。
但物聯(lián)網(wǎng)技術也是一把雙刃劍,在電力行業(yè)充分應用時,也應考慮到其可能的危害性。首先,把感應器嵌入企業(yè)每個設備與設施中,使每個物品都切實互聯(lián)起來,這直接帶來了對企業(yè)的安全和隱私的保護問題。例如病毒,在互聯(lián)網(wǎng)上即使是感染了病毒,受害的最多也就只是幾萬臺計算機,切斷網(wǎng)絡后可以慢慢消滅病毒。但在物聯(lián)網(wǎng)上傳播病毒,受感染的就不只是計算機,還有眾多現(xiàn)實物品,直接會影響到企業(yè)的生產(chǎn)運營。尤其是作為國家基礎性行業(yè)的電力行業(yè),其安全性的重要性不言而喻。
其次,物聯(lián)網(wǎng)設備的核心技術并不在我國手中,關鍵電子元器件、基礎軟件、操作系統(tǒng)、骨干路由、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、大型存儲設備等方面,美國都占據(jù)全球壟斷地位。而在我國,半導體專利外國企業(yè)占85%,電子元器件、專用設備、儀器和器材專利外國企業(yè)占70%,無線電傳輸外國企業(yè)占93%,移動通信和傳輸設備外國企業(yè)占90%。如果某些外國設備留有“后門”,被外國企業(yè)或政府操縱,后果將不堪設想。
在“十二五”期間隨著兩化融合戰(zhàn)略的深入推進,物聯(lián)網(wǎng)技術必將會大大推動傳統(tǒng)電力行業(yè)的轉型發(fā)展,提高產(chǎn)業(yè)競爭力,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的跨越式升級。但在發(fā)展的同時也要審慎推進,有選擇性地逐步推進核心設備的物聯(lián)網(wǎng)應用,實現(xiàn)電力企業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。