基于RFID的智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)踐

1.引言

智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，它是建立在集成、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進(jìn)的傳感和測量技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制方法以及決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。針對現(xiàn)在電網(wǎng)系統(tǒng)遭到損壞后恢復(fù)能力弱以及監(jiān)督在崗人員有效工作的問題，本文提出一種基于RFID的智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)方案。

2.RFID工作原理

RFID又稱電子標(biāo)簽，90年代后得到了極為迅速的發(fā)展，它利用無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信來識別目標(biāo)和交換數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的磁卡，IC卡相比，它的最大特點(diǎn)在于非接觸，無需人工干預(yù)，適合于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化，操作快捷方便，不易損壞。

3.RFID射頻識別系統(tǒng)的構(gòu)成

（1）RFID電子標(biāo)簽，由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象。

（2）讀寫器，讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備，可分為手持式和固定式。

（3）天線，用于在標(biāo)簽和讀寫器之間傳遞射頻信號。它一方面給電子標(biāo)簽提供能量，另一方面接收電子標(biāo)簽上發(fā)出的信息，同時(shí)也能傳遞信息給電子標(biāo)簽。

射頻識別系統(tǒng)構(gòu)成示意圖如圖1所示：

圖1射頻識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

RFID電子標(biāo)簽與傳統(tǒng)條形碼相比，具有顯著的優(yōu)勢：

1）操作方便，傳輸距離長，可實(shí)現(xiàn)對移動目標(biāo)的識別；

2）使用壽命長，能在惡劣環(huán)境下工作；

3）標(biāo)簽內(nèi)容可以動態(tài)改變；

4）可以同時(shí)處理多個(gè)標(biāo)簽；

5）信號的穿透能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸量小，抗干擾能力強(qiáng)，感應(yīng)靈敏易于維護(hù)和操作；

4.電能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)

4.1系統(tǒng)構(gòu)架

物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三個(gè)層面?；谖锫?lián)網(wǎng)的組成而設(shè)計(jì)的智能電網(wǎng)由感知層、解析層、數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層組成。

（1）感知層。數(shù)據(jù)采集與感知主要用于采集電力物資、設(shè)備的數(shù)據(jù)。在電力物聯(lián)網(wǎng)中國家電網(wǎng)公司將電力物資、設(shè)備，資產(chǎn)等信息資源數(shù)據(jù)標(biāo)識到一個(gè)RFID電子標(biāo)簽中。如物資分類碼、設(shè)備分類碼，功能位置碼等。

（2）解析層。利用PDA統(tǒng)一中間件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)把感知層的信息無障礙、高可靠性、高安全性地進(jìn)行解析和傳送。

（3）應(yīng)用層。主要包括應(yīng)用支撐平臺子層和應(yīng)用服務(wù)子層。其中，支撐平臺主要為SG—ERP平臺。應(yīng)用服務(wù)主要包括電力物資采購管理、設(shè)備巡視檢修管理、固定資產(chǎn)管理以及在此基礎(chǔ)上的資產(chǎn)全壽命周期管理。

（4）數(shù)據(jù)層。準(zhǔn)確地說，數(shù)據(jù)層不屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的某個(gè)特定層面，而是利用PDA安全技術(shù)將數(shù)據(jù)解析到數(shù)據(jù)中心。

基于上述構(gòu)架而設(shè)計(jì)的智能電網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，其中電力設(shè)備與巡檢人員及覆蓋在其上的電子標(biāo)簽屬于感知層，PDA手持計(jì)算設(shè)備屬于解析層，客戶端PC與服務(wù)器對應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層。

圖2基于RFID的智能電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.2系統(tǒng)主要功能

（1）設(shè)備運(yùn)行環(huán)境和狀態(tài)的監(jiān)測。在輸、變、配電設(shè)備上安裝RFID電子標(biāo)簽，能夠代替人工檢查來采集設(shè)備的環(huán)境和狀態(tài)信息，提高巡檢效率。

（2）設(shè)備生產(chǎn)廠家追溯。通過讀取故障設(shè)備的RFID標(biāo)簽．可追溯其生產(chǎn)廠家，同時(shí)獲取同批次生產(chǎn)廠家設(shè)備安裝位置，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的故障預(yù)防，有利于設(shè)備狀態(tài)檢修。

（3）巡檢人員到位監(jiān)督。為每位巡檢人員分配RFID電子標(biāo)簽，通過電子標(biāo)簽可以實(shí)時(shí)跟蹤巡檢人員的檢修路線，有效的避免了漏檢，提高了巡檢人員的工作質(zhì)量，同時(shí)有事故發(fā)生時(shí)可以有效的追究相關(guān)人員的責(zé)任。

（4）提供標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)功能。在RFID電子標(biāo)簽中存儲電力行業(yè)通用技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書，方便現(xiàn)場巡檢人員查看和記錄相關(guān)電力設(shè)備信息。

5結(jié)束語

雖然RFID在中國才剛剛起步，但是其巨大的潛力是有目共睹的。隨著RFID技術(shù)的發(fā)展，其在智能電網(wǎng)的應(yīng)用也將越來越深入。其數(shù)據(jù)采集處理的優(yōu)點(diǎn)及動態(tài)的控制能力將對電網(wǎng)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)積極的影響，全面促進(jìn)電力事業(yè)的發(fā)展。