基于物聯(lián)網(wǎng)的通信電源系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

陳欲科

（公誠(chéng)管理咨詢有限公司，廣東 東莞 523000）

0 引言

通訊電源屬于電力通信系統(tǒng)的重要部分，對(duì)于電力系統(tǒng)的整體工作極為重要。在通信電源的應(yīng)用過程中，如果出現(xiàn)任何問題，都會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成不良影響。在進(jìn)行電力系統(tǒng)通信電源的維護(hù)工作時(shí)，可以用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提升電力系統(tǒng)的應(yīng)用水平?；诖耍疚奶接懲ㄐ烹娫吹陌l(fā)展特點(diǎn)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在通信電源系統(tǒng)中的應(yīng)用模式[1]。

1 通信電源技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)

在通信電源系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，為了提升通信電源系統(tǒng)的通用性及實(shí)現(xiàn)智能化管理，要選擇合適的整流器，適當(dāng)調(diào)整晶閘管的導(dǎo)流角。采用電壓控制模式，提升大功率電器的應(yīng)用效率，促進(jìn)電力行業(yè)的未來發(fā)展[2]。目前來看，主要應(yīng)用的通信電源技術(shù)分為四種類型，在四種電池中得到了廣泛應(yīng)用[3]。其一是鉛蓄電池，這種電池的應(yīng)用周期較長(zhǎng)，能夠保持較為穩(wěn)定的工作狀態(tài)，因此應(yīng)用范圍廣泛。部分建設(shè)規(guī)模較大的變電站采用這種電池。其二是液流電池，這是一種有環(huán)保性能的應(yīng)用電池，避免過量消耗電力能源，近年來，呈逐漸上漲的應(yīng)用狀態(tài)。其三是鋰離子電池，這種電池較為小巧，方便攜帶，儲(chǔ)能能力較強(qiáng)，工作時(shí)間較長(zhǎng)，屬于一種先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù)。其四是燃料電池，操作過程不繁雜，也不會(huì)造成過度污染。同時(shí)，續(xù)航能力較強(qiáng)，越來越多的電力設(shè)備采用這類電池。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概述

2.1 物聯(lián)網(wǎng)的含義

物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念于上世紀(jì)90年代末Ashton教授在研究RFID時(shí)提出的，在2005年，物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)概念有了廣泛突破。各國(guó)政府開始注重物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用工作。研究人員采用有效的研究手段，利用多樣化的感知方式，進(jìn)行物體感知，通過信息傳輸技術(shù)，遠(yuǎn)程控制技術(shù)和信息交互技術(shù)，滿足人們的日常需要[4]。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠有效感知客觀物體，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，進(jìn)行有效監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化管理。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是利用多種感知技術(shù)進(jìn)行的綜合應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的感知區(qū)域需要部署大規(guī)模的多元化傳感設(shè)備，每套設(shè)備都具有獨(dú)立的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，它們能夠感知所有事物。傳感設(shè)備在進(jìn)行應(yīng)用的過程中，具有多樣化和包容性的特點(diǎn)，獲得的數(shù)據(jù)具有時(shí)效性，要經(jīng)過有效監(jiān)測(cè)和有效反饋才能得以應(yīng)用[5]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用過程中需要多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的有效連接，從而實(shí)現(xiàn)廣泛的信息包容。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將多種行業(yè)有效連接，形成具有關(guān)聯(lián)性的強(qiáng)大技術(shù)結(jié)構(gòu)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也能為多個(gè)行業(yè)提供廣泛的市場(chǎng)機(jī)會(huì)[6]。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有智能化的管理能力，能夠進(jìn)行事物的智能化控制，將傳感設(shè)備和智能化設(shè)備進(jìn)行有效結(jié)合，從信息感知到發(fā)布指令，最后實(shí)現(xiàn)智能化處理。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

2.3.1 感知層

感知層也就是我們?nèi)粘Ｋf的感知層面，是物聯(lián)網(wǎng)的最基礎(chǔ)層面，直接接觸到各類物體。感知層具有基本的感知能力，相當(dāng)于人的感知器官，其包括傳感設(shè)備和有效的應(yīng)用設(shè)備，比如射頻識(shí)別（RFID）裝置，紅外線感應(yīng)設(shè)備、二維碼、掃碼設(shè)備等多種技術(shù)應(yīng)用設(shè)備[7]。

2.3.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層是具有信息傳輸能力的網(wǎng)絡(luò)傳輸層，相當(dāng)于人的神經(jīng)系統(tǒng)。通過感知設(shè)備獲取信息，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備進(jìn)行信息傳輸。網(wǎng)絡(luò)層和各個(gè)傳感設(shè)備進(jìn)行有效連接，形成互相連接的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息運(yùn)輸和信息管理，為信息應(yīng)用層提供有效資源。

2.3.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的高級(jí)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)網(wǎng)事務(wù)的有效定位，實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能化管理。應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)了技術(shù)研究者和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的信息交互，根據(jù)技術(shù)研究的不同要求，提供信息化平臺(tái)，技術(shù)人員可以查看物品信息，進(jìn)行精準(zhǔn)定位，發(fā)出工作指令。利用智能化設(shè)備實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化管理，提升技術(shù)應(yīng)用的工作效率。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在通信電源系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 應(yīng)急通信

應(yīng)急通信，顧名思義是在應(yīng)急階段產(chǎn)生效果的工作系統(tǒng)。其發(fā)生時(shí)間和地點(diǎn)無(wú)法確定，這也導(dǎo)致隨機(jī)性較為顯著。技術(shù)維修人員到達(dá)工作現(xiàn)場(chǎng)后，檢查設(shè)備工作情況，采用多種監(jiān)測(cè)手段，向信息調(diào)度中心和指揮報(bào)告中心報(bào)告通信情況。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以及時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)的工作狀態(tài)，進(jìn)行電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的智能化檢測(cè)。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，技術(shù)人員能夠明確事故位置，弄清設(shè)備的應(yīng)用狀態(tài)和損壞情況，然后調(diào)動(dòng)合適設(shè)備進(jìn)行維修更換。結(jié)合光纖和無(wú)線通電技術(shù)，工作人員能夠提前做好搶修準(zhǔn)備，根據(jù)應(yīng)急指揮中心的調(diào)度指令，提升事故搶修效率。技術(shù)人員能夠在到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之前，實(shí)現(xiàn)更有效地調(diào)度工作，提升應(yīng)急處理能力。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提升應(yīng)急通信系統(tǒng)的應(yīng)用效率，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化管理。

3.2 配網(wǎng)通信

在配電通信系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)單一的通信模式，要采用多元化的通信模式，包括光纖通信，載波通信，租用無(wú)線公眾網(wǎng)絡(luò)通信以及無(wú)線寬帶通信。無(wú)線公網(wǎng)與載波通信的穩(wěn)定能力較差。配電網(wǎng)絡(luò)的變化頻率較高，在市區(qū)進(jìn)行光纖施工，面臨較多影響因素，很難實(shí)現(xiàn)靈活變通，但如果選擇在郊外進(jìn)行光纖施工，則造價(jià)成本過高。無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)作為配電網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充技術(shù)，可以有效解決配電通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用問題，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠提升配電應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的工作效率?？梢詫⑴潆娋W(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用設(shè)備，有效連接到物聯(lián)網(wǎng)的工作系統(tǒng)中。同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，遠(yuǎn)程檢測(cè)和遠(yuǎn)程信息傳輸。從目前來看，主要應(yīng)用的載波通信技術(shù)能夠滿足通信遙控和通信傳輸，但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠解決配電網(wǎng)絡(luò)終端過多，變化頻繁的問題。

3.3 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是一種較為先進(jìn)的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中各電壓等級(jí)的電網(wǎng)系統(tǒng)可協(xié)調(diào)工作。采用各類先進(jìn)技術(shù)，包括傳感技術(shù)，通訊技術(shù)，智能化控制技術(shù)和智能化決策技術(shù)，將先進(jìn)的信息技術(shù)與電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，提升智能化電網(wǎng)的應(yīng)用效率，滿足現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展。電網(wǎng)數(shù)據(jù)中包括配電房和電纜的工作數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)目前階段無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效采集，如果將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，可以對(duì)基層的系統(tǒng)信息進(jìn)行有效采集，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化管理，提升電網(wǎng)系統(tǒng)的管理效率和應(yīng)急效率。

3.4 社會(huì)服務(wù)及社會(huì)管理

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能應(yīng)用到智能交通系統(tǒng)，工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，市政管理系統(tǒng)，遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，環(huán)境治理系統(tǒng)等多種社會(huì)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)有效的社會(huì)服務(wù)工作和社會(huì)管理工作。

3.5 存在的問題

從目前階段的發(fā)展情況來看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)僅在物流領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用，還未形成較為統(tǒng)一的管理體系。除了上述提及的應(yīng)用領(lǐng)域，還可在地理信息系統(tǒng)，導(dǎo)航定位系統(tǒng)中提供技術(shù)動(dòng)力。要制定物聯(lián)網(wǎng)體系的管理規(guī)范，統(tǒng)一所有物品的管理標(biāo)碼，實(shí)現(xiàn)有效的安全管理，這也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用過程中要解決的重點(diǎn)問題。

4 應(yīng)用展望

在電力系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以作為輸電通信技術(shù)的有效補(bǔ)充，提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)通信電源系統(tǒng)的有效工作。為了彌補(bǔ)目前階段官網(wǎng)技術(shù)和無(wú)線通訊技術(shù)的工作漏洞，通信電源系統(tǒng)可以成為電子應(yīng)急通信方式。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展過程中，彰顯了新生代技術(shù)的發(fā)展價(jià)值，目前其處于初級(jí)發(fā)展階段，有較多的應(yīng)用問題，產(chǎn)品成熟度不高，造價(jià)成本較高，也缺乏完善的規(guī)劃管理體系。但在多方面的技術(shù)努力下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將有極好的發(fā)展前景，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展將有著重要的推動(dòng)作用。

5 結(jié)語(yǔ)

目前階段，通信電源系統(tǒng)已經(jīng)為多種電力系統(tǒng)開展有效工作，根據(jù)業(yè)務(wù)需求的不同，建立了不同種類的輸送網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)之間的互相聯(lián)系。接下來的發(fā)展要求是將網(wǎng)絡(luò)范圍擴(kuò)充至配電網(wǎng)絡(luò)以及生活中的各類事物中，實(shí)現(xiàn)物體之間的有效通信。需要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的強(qiáng)大能力，為通信電源系統(tǒng)提供技術(shù)支持。電力行業(yè)是我國(guó)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是我國(guó)能源企業(yè)的重要領(lǐng)域之一，在電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)范圍不斷擴(kuò)充的過程中，通信電源系統(tǒng)也體現(xiàn)了重要的工作地位。與此同時(shí)，我們要認(rèn)識(shí)到人們對(duì)電力需求的變化，要實(shí)現(xiàn)對(duì)電力通信系統(tǒng)的有效維護(hù)，及時(shí)解決應(yīng)用問題。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，加強(qiáng)通信電源系統(tǒng)的有效研究，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)管理模式。