物联网与能源互联网
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2.1 能源互联网的信息感知

能源互联网的信息感知过程,在感知层,通过在输电、变电和配电各环节中的电力设备上安装电子标签(又称射频识别标签,Radio Frequency Identification,RFID)、智能传感器、二维码、红外感应器和激光扫描仪等信息感知设备,获取电力设备的状态信息、位置信息、属性信息等,将所有变压器、开关、线路、杆塔、电表、车辆等电力设备构成一个相互连接的大网络。智能信息感知设备用于采集电网设备的运行状态参数、运行环境参数和设备身份识别信息等实时数据,此类信息感知设备主要包括RFID和智能传感器,它们种类繁多、数量庞大,不同厂家的信息感知模式和数据规范也不尽相同。

智能感知设备通常采用无线方式传输数据,设备的电池电量、无线带宽和传输速率受到很大限制。因此,需要建立统一的信息感知模型,实现各类感知设备的无缝接入,同时减少实时传输数据的报文数,降低感知节点的信息采集传输功耗,延长感知设备的生命周期[2]

(1)在感知层,需要建立统一的信息感知模型,包括统一标识、统一语义和统一数据表达格式,规范感知层的数据接入,实现各类感知设备的无缝接入,降低智能感知设备感知能耗,延长智能感知设备的生命周期。例如,可依据国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)制定的IEC 61850-7-4标准中的设计原则,将用逻辑设备、逻辑节点、数据对象描述的抽象模型作为整个设计思路的架构,结合电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)制定的IEEE 1451.4标准中的传感器电子表单(Transducer Electronic Data Sheet,TEDS)思想,实现感知层设备的抽象数据模型。依据IEC 61970-301中公用信息模型的基本概念,选用CIM/XML作为感知层抽象模型在汇聚控制器设备上的一种描述语言,便于与主站进行数据交换。

(2)在网络层,通过建立高性能的、从监测装置到通信网络的接入通道,按照规范化的统一通信规约实现对数据的传送,完成从感知层“统一信息感知模型”到网络层“统一通信规约”的自适应映射,兼容各种通信传输模式(如光纤、电力线载波、无线通信等)。

(3)在应用层,将多种数据信息统一管理并提供统一的数据服务,支持各类业务应用,实现更深层次的资源共享和应用融合,通过数据模型标准化、接口标准化、服务组件化等改进实现数据集中存储、业务集中部署,使应用系统得到实用化。