基于物联网技术的智能电力计量系统研究
摘要: 传统的计量体系在社会发展的进程中逐渐暴露出环境适应能力差、计量精确程度较低、建设与维护成本较高等问题。而现如今,在物联网时代下,电力部门对计量体系提出了新的需求。物联网技术作用于电量信息采集业务中,能让电量信息采集数据更加精准,进而直接影响到电能计量系统的运作,保障了电力系统的运行安全。基于此,本文主要分析了基于物联网技术的智能电力计量系统。

目前,将物联网技术应用于智能电网中成为学者研究的热点话题,但是在知网关于物联网技术与智能电力计量的相关研究却屈指可数。为保障国民经济发展和人民生活水平的提高,必须加强新技术和新装备的研究,为建设安全可靠、经济高效、清洁低碳、灵活智能的现代化电网提供有力的保障。随着物联网和通信技术的飞速发展,智能电力计量在用电过程中发挥着重要作用,应当加快智能电力计量方面技术的创新与利用。

1物联网技术

物联网技术是通过信息传感设备和技术,按照网络约定协议,将物体与网络连接,通过信息媒体对物体信息的识别和连接,实现对物体的定位以及智能管理。物联网的最初构想是让物物相连,此类构想在提出以及不断变化的情况下,加上信息技术的优势,运用信息传感设备,依照协议约定将物品和互联网建立起密切的联系,以此完成有效的信息交换和通信,使得智能化识别以及定位跟踪等技术更加到位,呈现综合性特征,属于互联网技术的延伸,也属于互联网技术的扩展。物联网技术的重点组成部分就是传感设备以及相应的通信协议,基本的作用便是识别和跟踪,将其和消防监督管理工作结合起来,能够真正发挥出跟踪、定位和监控等功能优势,确保具体的工作成果更加显著[1]

2物联网的技术特点

2.1传感技术

物联网的应用中无线传感技术是一种比较重要的信息感知介质和技术,可以通过无线感知对检测信息进行采集,并通过无线通信网络将信息向终端平台进行传递。无线传感技术在物联网的应用中,主要是利用射频识别以及嵌入式智能技术进行信息传输,实现对物体的传感。

2.2射频识别技术

射频识别技术是一种不需要与物体接触的自动识别技术形式,可以通过射频电子设备的信号对目标对象自动识别,进而获得相应的信息数据,实现对识别物对象信息的更新。

2.3网络通信技术

物联网技术的应用中可以通过通信技术形式实现对物体信息的感知和传递。信息的传递主要是依赖于网络通信技术设施的应用[2]

3电能计量装置概述

电能计量装置作为终端用户计费设备,广泛应用于各行各业。但在供电过程中,可能由于各种原因会造成不同故障的出现,致使供电可靠性受到影响,出现的故障对电能计量的准确性也会产生影响,从不同点分析了不同故障对电量计量的影响。对于偏远山区,查找原因、恢复供电周期可能会比较长,造成用电的愉悦感下降。而电能计量装置直接和供电一次系统相连,时刻采集供电系统的电压电流,为了提高供电的可靠性,把电能计量装置和保护装置结合在一起,在电能计量的同时,实时为台区内的系统和设备保驾护航,当系统出现各种异常状况,一体化电能计量装置采集各种数据进行相应的保护动作,并把故障信息通过载波模块上传至监控调度中心,使运维人员第一时间掌握现场故障情况,提高供电的可靠性[3]

4基于物联网技术的智能电力计量系统研究

4.1计量自动化系统整体结构

(1)SOA构成要素

第一,服务。通常包括接口与实现部分2个模块,其中接口可提供使用者与服务者之间的访问契约,和平台没有联系,针对封装软件来讲,服务既能够以组件形式存在,也可以将其当作应用程序整体。

第二,消息。提供者与服务者是利用消息实现通信的,服务会发出契约,此种契约指定了服务行为与收发信息。由于契约和语言不相关,因此定义消息的算法也和语言无关。

第三动态发现。接口一般在注册中心内发布,可分类不同类型服务,用户结合分类特征来找到想要的服务,此过程即为动态发现。

(2)系统层次架构

第一,数据采集处理层。可与多种终端通过各类通信形式通信,根据通信规约完成数据初步处理。此层中主要软件与硬件设备包括采集设备、通信接口、规约解析软件等。

第二,数据交换层。主要功能是储存数据,抽取应用数据,与营销、调度接口交换数据。通常由服务器、备份设备与磁盘阵列组成。

第三,业务处理层。管理负荷、电能计量、低压抄表是该层的主要工作,由服务器与工作站组成。

第四,应用层。具有线损分析、决策管理等功能,主要硬件设备为应用服务器与WEB服务器。

第五,终端设备层。由变电站、配电房的数据采集终端组成,主要包括遥测终端、负荷管理终端和计量终端等[4]

4.2电力计量资产管理

基于物联网技术的电力计量资产全生命周期管理系统包括电力设备层、数据处理层和数据应用层,舍弃传统技术的弊端,将物联网技术引入到智能电力计量系统内,实现了电力计量数据的自动化、智能化处理,有效地实现了移动互联技术、人工智能技术和通信技术的结合,将分布式电力设备数据有机结合起来。在电力设备层中,多种不同类型的电力计量数据信息被存储在电力计量资产全生命数据库中,通过数据融合技术将不同类型的数据信息有机融合在一起,用户在分析数据信息时,在电力数据库中抽取数据信息,通过改进型无限深度神经网络模型实现电力数据信息的学习和训练,通过挖掘、分析电力计量数据之间的关系实现电力计量资产全生命周期的分析和挖掘。在数据处理层中,通过大数据算法模型实现不同类型电力数据信息的处理和挖掘,采用深度挖掘的数学算法实现电力计量资产全生命周期数据分析。

4.3电力计量装置管理

为提高电力企业的经济效益,电力企业推动智能电网的建设工作时,必须根据企业自身发展的实际情况。根据设备检测的信息,准确判断电力计量状态是否正常,保证电力计量运行安全性与可靠性,降低智能电网全生命周期的运行成本。电力企业在开展电力计量全生命周期的评估工作时,将物联网技术作为电力计量实时运行状态检测的辅助技术,全面分析和总结电力计量运行管理的经验,全方位地进行电力企业设备的管理工作,提高电力计量故障诊断信息的真实性和准确性,为后续电力计量故障维修工作的开展奠定良好的基础。借助物联网技术收集和分析电力计量实时运行过程中的数据信息,明确了输变电设备运行的状态,并以此为基础构建完善的电力计量风险评估体系,保证了后续电力计量实时运行状态检测工作的有序开展[5]

结束语

为有效落实新型电力系统建设方案,深挖智能电能表计量功能应用,以支持基层营业服务工作提质增效、降损反窃、业务模式创新、服务水平提升的目标,构建数字化智能电力计量系统。充分挖掘智能电能表数据价值,在物联智能感知、设备运行在线监测、台区线损精益管理、源网荷储协同服务与客户友好互动等方面体现显著效能,促进低压电力系统安全可靠运行。

参考文献

[1]高鑫,凌强,张力,等.利用无线物联网技术实现智能电力计量[J].信息技术,2020,44(1):163-166.

[2]刘岩,徐俊杰,周宇,等.利用无线嵌入式物联网技术实现智能电力计量[J].重庆理工大学学报:自然科学版,2019,33(11):162-167.

[3]贾晓旺.智能电力计量在用电保护技术中的应用[J].中国新技术新产品,2019(20):126-127.

[4]刘聪,何平,赵志斌,等.一种智能电力计量系统的设计和实现[J].信息技术,2019,43(7):129-132.

[5]梁裕琪.利用无线物联网技术实现智能电力计量[J].电工技术,2019(12):91-93.