面向智能电网的面向智能电网的物联物联网络网络华北电力大学通信技术研究所华北电力大学通信技术研究所 孙毅孙毅彭明盛：智慧的地球彭明盛：智慧的地球智慧地球智慧地球智慧地球智慧地球智慧地球智慧地球IBM CEO彭明盛:世界不仅正变得更小、更扁平，而且“更智慧”。 首先，高科技应用越发普遍；其次，世界将连为一体；最后，所有的事物都变得智能。 从互联网到“物联网”(the Internet of things)时代，世界的智慧化将实现“无所不在的连接”。奥巴马：奥巴马：“无畏的希望无畏的希望”n 智能电网：奥巴马应对危机转败为胜的出路智能电网：奥巴马应对危机转败为胜的出路 利用美国在技术创新、资本市场和制度方面的优势重新夺回经济和技术的“制高点”； 在争夺全球气候变化斗争领导权和控制权上重建占据优势地位； 通过主导排放交易制度继续维持美元作为全球性主导货币的战略地位； 充分利用美国信息技术的优势地位，整合能源并延伸至工业、商业系统完成信息化社会建设。 n和讯：IT产业的深度革命和能源革命将成为孪生兄弟，智能电网改革将推动能源革命的深度裂变。智能电网改革将推动能源革命的深度裂变。温总理：感知中国温总理：感知中国 随后，温总理又在政府工作报告中指出，中国要大力培育战略性新兴产业，并特别提出要加强物联网物联网的研发应用。 “物联网=传感器网络+互联网” 2009年8月，温总理指出，要尽快突破核心技术，把传感技术传感技术和TD-SCDMA等通信技术的发展结合起来，尽快建立“感知中国”中心； 传感网传感网= =物联网？物联网？传感器网络：是利用各种传感器（光、电、温度、湿度、压力等）加上中低速的近距离无线通信技术构成一个独立的网络。是由多个具有有线/无线通信与计算能力的低功耗、小体积的微小传感器节点构成的网络系统，它一般提供局域或小范围物与物之间的信息交换。是物联网末端采用的关键技术之一。物联网：是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力或执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。其中末端网包括各种实现与物互联的技术，例如：传感器网络、RFID、二维码、短距离无线通信技术、移动通信模块等。物联网是继电信网和互联网实现人与人通信之后，着重连接物理世界的应用及相关产业。传感网传感网= =物联网？物联网？传感网传感网-物联网物联网-泛在网泛在网泛在网（Ubiquitous Network）： 是指基于个人和社会的需求，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务，网络具有超强的环境感知、内容感知及其智能性，为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。http:/www.docin.com/webmoney泛在网、物联网和传感网的关系泛在网、物联网和传感网的关系网络网络关键设备和技术关键设备和技术对象对象传感器网络传感器、近距离无线通信 -物联网传感器、条形码、RFID、二维码、摄像头、近距离无线通信物-物物-人泛在网PC、手机、传感器、条形码、RFID、二维码、摄像头、近距离无线通信物-物物-人人-人http:/www.docin.com/webmoney泛在网发展的两个阶段泛在网发展的两个阶段泛在网泛在泛在协同协同阶段阶段（泛在网）（泛在网）（物与物、物与人、（物与物、物与人、人与人人与人）泛在泛在物联物联阶段阶段（物联网）（物联网）（物与物、物与人（物与物、物与人http:/www.docin.com/webmoney应用应用互联互联感知感知标识标识物物联网应用的关键环节联网应用的关键环节标识：身份标识（RFID、二维条码等）、位置标识（GPS等）感知：面向生产、生活等各种应用的传感器互联：广泛的物物相联，低成本、低功耗、小型化应用：由感知延伸出来的各种信息处理及应用http:/www.docin.com/webmoney物联网技术体系物联网技术体系应应用用层层信息应用信息应用智能电网智能电网 工业监控工业监控智能交通智能交通环境监测环境监测应用支撑（信息处理）子层应用支撑（信息处理）子层信息开放平台信息开放平台服务支撑平台服务支撑平台通信环境平台通信环境平台公共中间件公共中间件网网络络层层电信网增强电信网增强云计算云计算资源和存储管理资源和存储管理异构网融合异构网融合远程控制远程控制下一代承载网下一代承载网M2M无线接入无线接入移动通信网移动通信网互联网互联网感感知知/延延伸伸层层组网技术组网技术中间件中间件信息处理信息处理无线无线/有线传输有线传输数据采集数据采集二维条码二维条码多媒体信息多媒体信息RFID传感器传感器网络层与感知网络层与感知/延伸层互通延伸层互通公共技术业务需求业务需求网络架构网络架构标识解析标识解析安全技术安全技术QOS管理管理网络管理网络管理http:/www.docin.com/webmoney智能电网利用信息技术和新能源技术对传统电网进行改造面向智能电网的物联网解决方案面向智能电网的物联网解决方案配电配电变电变电输电输电信息信息应用应用信息信息处理处理信息信息传输传输感知感知延伸延伸互动互动线路线路状态状态视频视频安全安全气象气象条件条件一次一次设备设备二次二次设备设备潮流潮流分布分布电能电能质量质量链式传感网链式传感网极端环境传感网极端环境传感网大规模传感网大规模传感网电力宽带专用网（光纤电力宽带专用网（光纤/宽带无线接入）宽带无线接入）+3G 电力综合信息平台数据库电力综合信息平台数据库导线导线状态状态分析分析杆塔杆塔状态状态分析分析气象气象条件条件分析分析一次一次设备设备状态状态分析分析二次二次设备设备状态状态分析分析输电线路检修输电线路检修变电站检修变电站检修用电用电计量计量考核考核居民居民用电用电电能电能调度调度管理管理电能电能质量质量控制控制配电自动化配电自动化精细精细用能用能管理管理信息信息双向双向互动互动用户用电信息用户用电信息计量管理计量管理电电力力物物联联网网标标准准制制定定http:/www.docin.com/webmoney（1）智能输电面向输电线安全监控的传感器面向输电线安全监控的传感器http:/www.docin.com/webmoney面向输电线安全监控的链式传感网面向输电线安全监控的链式传感网TD-SCDMAMcWiLLhttp:/www.docin.com/webmoney应用环境环境因素户外环境气象因素(温度、雨雪)变化会引起通信质量的变化电磁干扰研究表明,高压输电线路对无线通信的干扰作用不明显电流（A）通信距离（M）信号强度（dBm）接收成功率100050-70-75100%100-9245%50010-45-50100%50-73100%100-9345%IEEE 802.15.4在高压环境中的表现表格摘自 Management of Existing Overhead Lines WG Meeting，July 29, 2009http:/www.docin.com/webmoney挑战性问题拓扑结构链式拓扑结构关键问题关键节点或链路失效影响网络通信距网关近的节点通信量大，容易发生碰撞和拥塞太阳能电池供电，需要节能http:/www.docin.com/webmoney研究方案方案基于动态功率控制的多径路由方法每个传感器节点到网关至少有两条通信路径使用动态功率控制，修复受损的链路或越过失效的节点http:/www.docin.com/webmoney研究方案方案基于事件驱动的多优先级拥塞控制机制根据消息的紧急程度设定优先级紧急事件发送优先于周期性数据事件发生时,拥塞点发反向抑制报文抑制拥塞http:/www.docin.com/webmoney研究方案方案基于细粒度补偿的多跳时间同步细化误差补偿周期http:/www.docin.com/webmoney智能输电传感网系统结构智能输电传感网系统结构http:/www.docin.com/webmoney(2)智能变电站设备在线监测监测对象监测对象变压器油色谱分析、油温、变压器铁芯接地、局部放电、变压器套管介质损耗等断路器六氟化硫气体监测、绝缘、断路器触头动作速度和行程等避雷器漏电流检测http:/www.docin.com/webmoney主变：油色谱分主变：油色谱分析、油温、铁芯析、油温、铁芯接地、局部放电、接地、局部放电、套管介损等套管介损等断路器：断路器： 局部放局部放电、电、SF6气体压气体压力、泄漏、湿度力、泄漏、湿度等等氧化锌避雷器：氧化锌避雷器：阻性电流、总泄阻性电流、总泄漏电流漏电流变电站极端环境下的传感器网络http:/www.docin.com/webmoney应用需求应用需求注：性能指标参考注：性能指标参考DLT630-1997终端设备多、单台设备数量少、实时性要求不同终端设备多、单台设备数量少、实时性要求不同 需求应用数据量周期性/突发性方向性时延可靠性备注一次设备1kbps周期性单向3s以内99.9%二次设备1kbps周期性单向1s以内99.9%http:/www.docin.com/webmoney恶劣的变电站环境恶劣的变电站环境挑战性问题：挑战性问题：极端环境下保证网络传输的可靠性遮挡屏蔽环境高振动高湿度极限温度-40+85高电磁噪声电动机、变频器等对讲机开关电火花http:/www.docin.com/webmoney智能变电站传感网系统结构智能变电站传感网系统结构http:/www.docin.com/webmoney(3)智能配、用电一体化应用监测对象配电网电能质量的实时监测台区变考核、防窃电大用户远程负荷控制：实时远程拉合闸控制和网络预付费、用电信息远程发布应用居民用户用电实时、精确计量，用电事件上报、告警居民家电设备用电的精细管理与计量智能电表分时电价即时电量计量双向通信电能质量监测窃电检测家电控制远程升级智能插座 智能断电 能耗计量 远程控制 安全保护 http:/www.docin.com/webmoney面向计量与用户交互的传感网应用模式TD-SCDMAMcWiLL水表Water Meter照明控制Lighting Controls暖通系统HVAC System负荷控制设备Load Control Device居家显示器In-Home Display气表Gas Meter负荷系统Load System可编程调温器Programmable Communicating ThermostatMesh网状网组网Star/Tree/Mesh混合组网 信息发布信息发布抄表抄表控制命令控制命令电力宽带通信网络用电信息用电信息用电信息用电信息用电信息用电信息http:/www.docin.com/webmoney挑战性问题挑战性问题单节点的成本很低，在资源受限的传感网中实现IPv6（轻载IP V6）8位处理器、4K8K RAM内外网隔离条件下实现与社会用户的感知与互动http:/www.docin.com/webmoney智能配用电传感网系统结构智能配用电传感网系统结构http:/www.docin.com/webmoney智能电网感知互动平台TD-SCDMA/McWiLL水表Water Meter照明控制Lighting Controls暖通系统HVAC System负荷控制设备Load Control Device居家显示器In-Home Display气表Gas Meter负荷系统Load System可编程调温器Programmable Communicating ThermostatMesh网状网组网Star/Tree/Mesh混合组网用电信息采集平台智能电网感知互动平台3G/ADSL/以太网/WiFi网关安全网闸http:/www.docin.com/webmoney电力物联网分层结构其它对象其它对象家居对象家居对象电力对象电力对象传感网络传感网络感知对象感知对象 电表、设备监测传感器等 水气热表、智能家电等安防监控传感器摄像头等PLC、短距离无线通信、红外通信、局部总线、射频等感知感知/互动互动互动终端感知终端网关电力接入专网互联网电力光纤网宽带无线网3G以太网ADSL电力主干网网络层网络层应用层应用层感知延伸层感知延伸层感知互动平台现有电力平台http:/www.docin.com/webmoney其它应用：其它应用：电力现场视频智能识别与监控电力设备与物资的全信息化管理RFID、二维条形码在办公设备、生产设备、电力物资管理中的应用http:/www.docin.com/webmoney以软交换为基础的信息整合与智能推送软交换综合平台软交换综合平台输电变电配电用电电子邮件移动电话手机短信传真机IP-PBX短信网关传真网关电力宽带接入网智能电网感知互动平台安全网闸网络管理与认证计费系统谢谢！谢谢！