一种基于无线传感器网络的智能电网信息管理系统的制作方法_2

文档序号:9306553阅读:来源:国知局
能电网 发电、输电、变电、配电、用电环节搭建无线传感网络,对发电端的能耗、炼料储能监控;并对 输电端的线路监控、视频监控、导线温度、气象条件信息的采集;对变电站一、二次设备尤其 是一次设备的巡检与监控;对配电设备实时监控;对于用电信息采集、远程抄表需求侧通 信;监测环境的传感器、智能终端、RFID标签输入输出实体,依次为无线传感器网络、网关 节点、光纤或宽带无线接入网和核心网,最终连接至基于物联网的通信管理平台分析处理 中心。
[0009] 所述的一种基于无线传感器网络的智能电网信息管理系统,所述无线传感器网络 通过感知延伸终端的传感器节点,采集各环节的设备状态、线路状态、气象条件和配用电一 体化信息,将这些信息数据传递到网关节点;从感知对象上采集到的信息经过分类和预处 理,通过无线自组织传感器网络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。
[0010] 所述的一种基于无线传感器网络的智能电网信息管理系统,所述无线传感器节点 自主形成一个多跳网络,实现物物之间的直接通信;感知终端和互动终端的信息通过网关 节点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网和互联网。
[0011] 所述的一种基于无线传感器网络的智能电网信息管理系统,所述网关节点有数据 采集、数据预处理、数据控制模块和通信模块四个组成部分,自动将数据进行集中分类和 数据融合;网关节点的分类预处理后的数据信息传至接入网,进而统一进入核心网;通过 电力接入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、xP0N接入方式。
[0012] 所述的一种基于无线传感器网络的智能电网信息管理系统,所述智能电网根据业 务需求搭建物联网应用平台,通过无线传感手段获得的大量数据,发送至后台分析处理中 心进行细粒度分析处理;处理后的数据再由智能电网通信管理平台发出相关指令,按相同 的方式反向传输回到终端网络节点,实现对全网的实时监测监控和故障处理,提供更加科 学细腻的管理和控制方案;电网企业通过这种感知互动平台与社会用户进行相互的感知与 互动。
[0013] 所述的一种基于无线传感器网络的智能电网信息管理系统,所述感知互动平台与 电力核心网之间的连接是在内外网相互虚拟的、物理隔离条件下,具有强有力安全措施保 障的间接互联。
[0014] 本发明的优点与效果是: 本发明针对传统电网缺乏信息共享,信息管理割裂的不足,将物联网有效合理地与智 能电网相结合,构建新一代智能电网信息管理平台。与现有电力通讯网相比较,建立了物联 网USN分层体系架构。在物联网终端,提出了基于无线传感器网络的智能电网生产环节应 用方案,提高了电力系统生产环节的信息化、自动化水平,满足智能电网高效经济、安全可 靠和与社会感知互动的实际要求,对电网重大决策和高效管理起着重大的现实意义。
【附图说明】
[0015] 图1为现有智能电网物联网平台的应用系统示意图; 图2为本发明物联网的USN体系结构框图; 图3为本发明智能电网生产环节的无线传感网络系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
[0017] 本发明智能电网信息管理平台的物联网体系结构,根据智能电网不同环节的特点 提出的不同应用需求,确立了智能输电、智能变电、智能配电和智能用电四大应用模块。根 据不同阶段的完成功能和支撑技术的不同,采用物联网的USN基本网络模型。USN体系结构 是按照功能层次较为清楚地定义了物联网的组成,自底向上分为五层网络体系架构:感知 网、接入网、网络基础设施、中间件和应用平台,将该体系结构修改,还可以提出经过演化的 物联网体系结构,如图2所示。感知网用于环境信息的全方位采集与传输,利用自身的通信 延伸子层与感知控制子层对机械状态、环境状态以及有关电量信息的采集,同时将物理实 体与网络层、应用层相连接;接入网由一些网关或汇聚节点组成,为感知网与外部网络或控 制中心之间的通信提供基础设施;网络基础设施负责信息的传递与控制,基于后IP技术的 下一代互联网(NGN),实现了多种组网方式的异构融合和协同工作;中间件由负责大规模 数据采集与处理的软件组成;应用平台是实现智能电网中物联网的相关应用,以提高生产 和生活的效率。通过物联网体系结构,搭建智能电网通信管理平台,能够实现与用户的信息 双向互动,达到高效经济、安全可靠和互动的要求。
[0018] 基于无线传感器网络的智能电网生产环节应用系统,依托物联网终端的无线传感 器网络(WSN)。无线传感网络作为智能电网信息感知末梢,是智能电网建设不可或缺的基础 环节之一,全方位提高智能电网各个环节的信息感知深度和广度,为智能电网"信息流、业 务流、电力流"的高度融合提供技术支持。无线传感器网络就是由大量的传感器节点自主形 成一个多跳网络,实现物物之间的直接通信,较高密度的节点分布使监测数据满足一定的 精度要求,具有低成本、低功耗和小型化的优点,非常适合对通信的实时性要求不高,但通 信节点数量庞大的场合。结合多种近程通信技术,在智能电网输、变、配、用四大环节搭建无 线传感网络,应用在高压输电线路、变电站一、二次设备尤其是一次设备的在线监测,以及 配电网自动化及用电信息采集等电网需求侧通信等方面,结构示意图如图3所示。在智能 电网发电、输电、变电、配电、用电等环节搭建无线传感网络,主要体现在发电端的能耗、炼 料储能等监控;输电端的线路监控、视频监控、导线温度、气象条件等信息的采集;变电站 一、二次设备尤其是一次设备的巡检与监控;配电设备实时监控;用电信息采集、远程抄表 等需求侧通信。最底层为部署在智能电网应用所涉及的发电、输电、变电、配电、用电等众多 环节实际监测环境中的各类传感器、智能终端、RFID标签等输入输出实体,往上依次为无线 传感器网络、网关节点、光纤或宽带无线接入网和核心网,最终连接至基于物联网的通信管 理平台分析处理中心。
[0019] 由于对通信实时性要求不高,而通信节点数量庞大,适合采用低成本、低功耗和小 型化无线传感器网络技术。无线传感器网络通过感知延伸终端的每个传感器节点,采集各 个环节的设备状态、线路状态、气象条件和配用电一体化等信息,将这些大量信息数据传递 到网关节点。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 感器网络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。大量的无线传感器节点自主形成一个多跳网络,实现物物之间的直接通信。通过连续 感知及趋势预测,提高了智能电网的安全水准,降低智能电网的运行成本。无线传感器网络 技术在对智能电网的检测、分析、控制起着基础性作用,提高了智能电网的可观测性。
[0020] 感知终端和互动终端的信息通过网关节点可以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网和互联网。网关节点有数据采集、数据预处理、数据控 制模块和通信模块四个组成部分,能够自动将数据进行集中分类和数据融合。数据经过合 适的预处理,大大减少了数据通信量,减轻了网关节点的转发负担,减少节点能量消耗。但 是网关节点的
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