一文讓你看懂物聯網與智能電網的關系

2017-08-31 18:30:08 物聯之家　點擊量：評論 (0)

物聯網是二十一世紀的現象，是實體消費產品連接到網絡，并開始通過傳感器和致動器的裝置相互溝通。智能電網是物聯網（IoT）大多數的應用之一。第一節(jié)簡介由于目前的能源危機，已開始要求各個地區(qū)需節(jié)能減碳。二氧

物聯網是二十一世紀的現象，是實體消費產品連接到網絡，并開始通過傳感器和致動器的裝置相互溝通。智能電網是物聯網（IoT）大多數的應用之一。

第一節(jié)簡介

由于目前的能源危機，已開始要求各個地區(qū)需節(jié)能減碳。二氧化碳的排放和全球暖化已成為世界嚴重的問題，許多研究的發(fā)展目的是為了減少能源的消耗。為了實現節(jié)能環(huán)保技術，監(jiān)測和分析能源的消耗是基本的技術。

物聯網是二十一世紀的現象，是實體消費產品連接到網絡，并開始通過傳感器和致動器的裝置相互溝通。智能電網是物聯網（IoT）大多數的應用之一。由于訊息認知、傳輸、處理廣泛地存在于智能電網，物聯網技術在電網建設、安全管理、安全監(jiān)控、數據采集和互動等將扮演重要的角色。自從實施智能電網技術后，能夠在高峰時段視情況調整系統(tǒng)的負載平衡，以及對于居民的目標是利用以時間為基礎的定價通知需求響應機制，減少在高峰時期的電用量。

第二節(jié)什么是智能電網？

智能電網的概念可以被定義為下一代電網，它利用先進的控制和通訊技術，將能量產生、分配和消耗優(yōu)化。智能電網可以使用各種工具，例如先進的定時器，雙向通訊和智能控制的設備，以提高系統(tǒng)的效率。此外，由于這些系統(tǒng)的種種優(yōu)點，智能電網扮演減少溫室氣體排放的作用。在智能電網中，能透過雙向通訊讓供貨商能實時觀察一間房子所消耗的能量，并經由智能電表將訊息發(fā)送給消費者。因此，智能電網能提高消費者的參與度，以達到能量消耗優(yōu)化。

智能電網系統(tǒng)基本上可以分為三個主要部分，分別為產生、分配和消費，如下說明：

一、發(fā)電：電力是使用各種可再生和不可再生資源（如使用煤，氣，風廠，核電站，水電站，太陽能電站等火電廠）的方式由發(fā)電廠產生，發(fā)電機根據消費者需求及有限的資源來生產電力。

二、配電：電力分配系統(tǒng)的網絡將電力從電力產生器傳遞給消費者。配電通過配電站和輸電線路。該電力在電力傳輸的過程中損耗最小。某部分電力慢慢流失是因為傳輸線所產生的熱。

三、電力消耗：電力消耗會因不同機構的消費者（例如，家用，工業(yè)和政府機關）而有所不同。因此，必須確認各電力的需求，使得電力供給及分配優(yōu)化。為了實施這一目標，智能電表裝置可以快速、準確地收集電力消耗的數據。

四、智能電表：智能電表，它能收集家里家電的消耗數據。家電和智能電表共同建立一個家庭局域網絡（HAN）。

五、集中器／通訊閘：一個集中器，作為數據的有效轉發(fā)器的設備。集中器收集在家庭中特定區(qū)域的智能電表的消耗數據以及儲存在緩沖器的數據。M2M的協(xié)議轉換集訊器從緩沖區(qū)中取出排列第一的封包，并將封包(本地網絡所產生的訊號流量)傳送連回至電信網絡的節(jié)點并進一步與電信核心網絡鏈接傳輸。

六、廣域網（WAN）基地臺：廣域網基地臺從集中器累積數據，并將這些數據經由回程有線網絡傳送至控制中心。廣域網基地臺分配帶寬給每個集中器。

七、控制中心：控制中心從WAN基地臺接收儲存數據后，用這些數據來估算電力的需求，使發(fā)電和配電優(yōu)化。

圖5.1智能電網提升能源系統(tǒng)，客戶可以使用該系統(tǒng)提供更高的可靠性和訊息來節(jié)約能源

第三節(jié)物聯網在智能電網中的應用

為了將物聯網的應用擴展到智能電網，關鍵是這些新技術。利用新材料技術，訊息技術和通訊技術等，物聯網的設備正朝向更小、電力消耗更低、電池壽命更長的方向前進。在生活中，有著無所不在的通訊溝通、更寬的帶寬、更強的計算能力、決策和智能控制的能力。在智能電網中物聯網應用的主要情況如下：

一、自動抄表系統(tǒng)（AMR）與高可靠性

自動抄表系統(tǒng)在智能電網中有著明顯作用。它是一個負責采集、智能處理和實時監(jiān)控電力消耗資訊的系統(tǒng)。物聯網支持自動采集、異常測量、電能質量監(jiān)測與消費行為分析。此外，該系統(tǒng)還有以下功能，如訊息發(fā)布或是分布式能源監(jiān)視與智能功率裝置之間的訊息交換。

圖5.2根據PLC和OPLC的AMR架構

在傳統(tǒng)上，電力消耗的訊息是經由人工在現場收集一段時間，這導致時效性不足、準確性和適應性也都不夠。遠程抄表系統(tǒng)是利用無線傳感器網絡（WSN）、電力線通訊（PLC）和光纖電源線通訊（OPLC）來收集電量數據，并經由私人電力線通訊網絡和公用通訊網取得有用的實時信息，而今后能經由先進的通訊技術、估算技術和電能計量技術達到電力消耗統(tǒng)計、分析的使用狀態(tài)。此系統(tǒng)的意義在于它的實時、準確、有效率的電能質量統(tǒng)計和監(jiān)測方面。此系統(tǒng)將大大增強傳統(tǒng)AMR系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準確性。人們可以從該系統(tǒng)享受到許多好處。他們可以根據統(tǒng)計和電力消耗分析來調整用電，以及實施階梯電價以達到省錢的目的。