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智能电网物联网应用

简介: 利用现有的网络基础设施(例如故障检测器),能源运营商可以经济高效地构建智能电网物联网应用。
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根据美国能源信息署的数据,美国主要的电力公司每年在配电系统上的支出为510亿美元。他们的主要目标是升级配电系统上的老化设备并安装智能电表。这些投资是国家智能电网发展趋势的一部分,该趋势利用现有能源基础架构中的新技术来优化电网性能并最大程度地减少停机时间。


SAS最近发布的一项针对200多个美国公用事业的调查更深入地探讨了我们向自主电网发展的过程。他们专门研究工业物联网(IIoT)技术和机器学习的使用,以帮助向智能电网过渡。调查发现,有43%的公用事业公司已经在使用IoT进行中断管理。另有24%的公司计划在未来三年内使用它。已经使用物联网的公用事业公司报告该技术可以帮助他们:


1)更快地识别故障,有时甚至在故障发生之前进行预测


2)防止发生断电或比以前更快地解决它们


3)减少停机时间并以较低的成本提高可靠性。


尽管一个完全自主的电网仍然是未来主义的,但电力公司显然正朝着这个方向发展。


示例性应用故障检测


传统上,电力公司主要依靠故障电路指示器(FCIs)来检测和定位系统内的故障。这种方法起源于现在被认为是老化的技术。这些旧的电网系统之所以落后,很大程度上是因为它们每隔几十年才更新一次。因此,电力工业是建立在一个由遗留和专有系统主导的基础设施之上的。


现代电信技术已经发展到开放的基于标准的范例,可促进向现代智能电网的发展。基于标准的协议和平台帮助电网保持软件更新的最新状态,而不必派遣现场服务人员来更改硬件。


网关


故障检测传感器用于现有的电网基础设施。它们旨在准确,可靠地指示和定位永久性故障和瞬时性故障。他们中许多拥有3G连接。 有些甚至内置了LPAN无线电以进行通信。随着3G网络的停滞,故障传感器可以通过IoT网关继续运行,直到使用寿命终止。


网关允许传感器通过低功耗蓝牙(BLE)连接,然后通过蜂窝网络传输数据。新型智能故障传感器将继续帮助电力公司提高可靠性,同时降低运营和维护成本。


智能电网物联网应用


将传统设备连接到智能电网IoT应用程序,电力公司可以:


1)实时推送数据 – 依赖于集中式的数据轮询会导致大量延迟和扩展能力有限。许多IIoT网关在本地轮询数据并创建可以与传统SCADA系统以及基于云的平台进行通信的数据模型,以利用现代Web服务。


2)利用蜂窝基础架构 – IIoT网关允许电网监控设备利用蜂窝连接性,与多个后端或云系统形成安全连接。


3)通过低功耗传感器增强传感 – IIoT网关可以从旧协议(例如DNP3或更新的云协议)转换LPWAN传感器数据。


4)利用云 – 随着分布式电网变得越来越复杂,需要管理更多设备,IIoT网关能够连接到基于云的基础架构,并通过云管理的仪表板与用户共享实时数据和分析。


5)增强的电网安全性 – 传统的电网监视系统(通过IP网络连接时)容易受到网络攻击。它们缺乏强大的网络安全功能,因为传统协议在设计时并未考虑到现代威胁。IIoT网关可以使用最新的安全方法来最大程度地降低安全风险,并更新和修补安全功能以适应不断变化的网络安全威胁。


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