基于物联网的智能电网信息采集管理系统应用研究

基于物联网的智能电网信息采集管理系统应用研究

刘家瑞 黄鑫

国网宁夏电力有限公司检修公司 宁夏 银川 750004

摘要：智能电网是一个完整的信息架构和基础设施体系，用于实现对电力客户、电力资源、电力运营的持续监视，利用“随需而变”的信息提高电网公司的管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。基于此，对物联网的智能电网信息采集管理系统应用进行研究，仅供参考。

关键词：物联网；智能电网；信息采集；管理系统

引言

电网信息数据收集、处理、存储与传递的安全性直接影响了智能电网运维的稳定性与经济性。现阶段，为有效增强供电系统的安全防护水平，电力企业应在逐步完善安全管理体系的基础上，结合先进的信息技术研究与应用，不断优化安全架构，科学评估软件程序、硬件系统、信息技术、通信管理模块的安全防护等级，针对性地进行系统优化，为电力系统现代安全管理体系的建设奠定基础。

1智能电网信息的生成

基于物联网的数据采集，主要是解决人类世界和物理世界诸多数据的获取问题，通常应用于感知与采集物理世界中出现的数据和事件，如音频数据、视频数据、物理量、各种标识。物联网对于数据的采集一般包括实时定位、传感器、二维条码、采集终端与RFID等技术。对于以物联网为基础的智能电网而言，终端传感器是智能电网实现电网公司、客户以及客户之间即时连接互动的重要“桥梁”，更是高效实现双向、高速、实时读取数据的关键路径，在提升电网整体效率方面发挥着不可替代的功能与作用。其中，感知识别层是物联网的核心技术，是联系电网物理世界和信息世界的纽带。感知识别层包含RFID、无线传感器、定位系统等信息自动生成设备，通过感知识别技术能够让物品“开口说话、发布信息”，用来对电网数据进行全面感知和自动识别。

2智能电网信息管理系统总体架构

（1）基于各项测量数据（通过监测系统获取），对各类输电线、断路器、变压器等设备状态采用信息分析模块（面向具体设备和环境的算法）进行监测和调控。接入系统的成员间可协同分析和融合这些电网测量数据获取更加科学准确的设备级的调控策略。针对复杂环境中的电网设备状态，在传统系统（包括ＳＣＡＤＡ、ＥＭＳ、ＤＭＳ、ＷＡＭＳ等）的基础上，通过无线传感器网络监测模块ＸＢＥＥ（ＤＩＧＩ公司，基于ＺＩＧＢＥＥ协议）实现监测功能，以有效满足系统对数据种类和数量的要求。使用微处理器设备完成系统网络节点状态信息数据的初步处理，采用可自动组网的ＸＢＰ２４－ＢＷＩＴ模块具备可靠的数据传输能力，在室外空旷区域可达到３２００ｍ的传输距离，包含丰富的标准串行接口（包括ＵＡＲＴ、ＲＳ２３２、ＣＯＭ接口），对处于复杂环境下的电网设施的适应能力较强。（２）以各级变电站为主的子系统级，以下级系统的分析信息作为数据源，结合变电站运行状态监测信息进行决策分析和调控，并可与同级和上级系统共享分析结果。（３）总系统级，具有最高管理权限、以下级子系统的分析结果作为信息源作最后融合，负责智能电网的综合决策分析及调控。为提高系统功能实用性和丰富性，采用多智能体技术实现上述各级信息管理系统功能，各智能体均具备自身智能处理能力及同其他智能体交互能力，从而建立起多层次、分布式的信息管理系统。

3基于物联网的智能电网信息采集管理系统的应用路径

3.1不断完善技术标准与编码标准，做到全方位监测输电线路

纵观国内发展情况，基于物联网的智能电网信息采集系统应用技术水准还有待提高，编码标准也尚未统一。目前，我国使用效果较好的统一化公共解析平台就是中科院推出的“物联网标识公共服务平台”，此平台实现了我国物联网从局部区域到互联的初步跨越，促使物联网从纯粹的技术性理念到现实的公共性应用服务的进步。所以，持续不断完善相关的技术标准，统一编码标准，不仅可以推动我国智能电网信息采集管理系统应用的飞跃式发展，而且能真正做到全方位监测输电线路。

3.2安全网络架构的优化

通过安全评估体系，对智能电网的运行安全性进行综合、全面分析，可以为电力企业检测系统漏洞、强化系统控制功能、优化电网安全结构等工作提供可靠的参考，能够有效提升系统运行效率。现阶段，智能电网的安全防护系统分为软件程序、硬件基础、信息系统与通信安全四个模块，支持智能电网收集参量数据、分析环境信息、人机互通、安全管理等方面的功能，基于此，对信息网络结构进行评估与优化后，可以从统筹全局的角度对电网进行规划，实现远程调度的目标，同时，还可以降低电网运维能耗，推进了智能电网集约化系统的建设发展，有效提高电网信息的安全性能，保障各子系统高效稳定的运行。通过对电网安全体系的优化，为电网企业经营决策、内部管理、系统保障、安全防护等方面提供了可靠技术支持，也为电网企业的全面自动化、智能化发展夯实了基础。

3.3智能体间的通信流程

（１）发送方动作流程，向协调模块传递发送包括信息种类标签和具体内容在内的原始信息（通过分析决策模块），协调模块据此评判本条消息的优先度；然后再由通信模块格式化打包和封装信息，分别在内容项和语言项中放入原始信息及其所采用的语言协议，再向接收方智能体发送信息包。（２）接收方动作流程，通信模块通过拆封接收信息获取信息属性和内容后向协调模块传递，由其根据相关指标（包括综合时间、发送者优先度等）评判消息的优先级，据此在协调模块的消息缓存区插入信息等待处理；然后由分析模块调用相应的算法处理信息（根据消息种类），对于共享类信息先判断其是否为种类，是回复信息则返回信息发出进程完成下一步动作，不是回复信息则调用相应算法完成分析处理过程后返回至发送者智能体；对于任务请求类信息，若是回复信息则返回信息发出进程完成相应动作，不是回复信息则调用任务请求信息处理算法并向智能体发送者回复此请求的处理方式。

3.4实施定量风险分析

实施定量风险分析是将已识别的风险和其他可能会对整体建设目标造成影响的不确定性来源进行定量分析的过程。这个过程的主要作用是，量化整体风险的敞口，并且提供额外的定量风险信息，用于支持后续的风险应对措施。执行定量风险分析通常会用到专业的风险分析工具，以及建立风险模型和计算风险影响的专业知识；另外这个过程还需要投入额外的时间和成本。所以这个定量分析一般是用于大型、复杂的系统，或者是对于企业具有战略价值的信息化系统。由于这种分析会将单个风险和其他不确定影响因素进行模型推演和统筹评估，是评估系统整体风险的惟一可靠方法，是降低后期风险的必要步骤。

结束语

有独立处理问题能力的智能体能够更好的适应电网智能化发展需求，本文充分利用多智能体技术的问题协作解决能力设计了一种智能电网信息管理系统，完成了基于分层递阶结构的系统总体架构的构建，面对海量繁杂的电网信息由系统各级智能体完成多次并行分析处理及结果共享（包括原始数据信息）过程，在此基础上协作完成各项调控任务，有效实现信息监测处理、状态评估、电网调控及状态维护功能。

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