电力通信技术在智能建筑电气的应用

所属栏目:电气工程及其自动化论文 发布日期:2018-11-21 13:40:50 论文作者:佚名
摘要:随着科学技术不断发展和进步,信息化、数字化和智能化技术在自动控制领域中得到广泛应用,在保证精准度的同时,也给工作质量提供了保障。经济的迅猛发展带动用了电量的不断增加,电力通信网和电力一次网进行了更加密切的“两网融合”,在智能电网的发展

摘要:随着科学技术不断发展和进步,信息化、数字化和智能化技术在自动控制领域中得到广泛应用,在保证精准度的同时,也给工作质量提供了保障。经济的迅猛发展带动用了电量的不断增加,电力通信网和电力一次网进行了更加密切的“两网融合”,在智能电网的发展过程中,电力通信技术在电力电网发展过程中起着至关重要的作用,建筑电气工程智能化管理有利于提高对其的控制水平,建筑电气运用智能化技术,使施工过程中各种设备安装、调试的精度得到了提高和改进,确保了建筑工程的质量。

关键词:通信网络;人工智能;电力通信;智能电网

1智能电网及电力通信技术

1.1智能化技术的理论基础

随着经济社会的迅猛发展,电气工程在生产和生活中占据着越来越重要的作用,计算机技术中的高端分支智能化技术也逐渐被运用于电气领域,电气自动化控制中对智能化技术的应用,更好地实现了自动化的控制效果。随着智能化技术的不断更新和进步,各个领域开始普遍采用智能化技术,对智能化技术进行研究是以智能化理论为基础,对其进行创新和开发。人工智能是对人类的行为进行模仿,并进行分析和判断,通过过程控制和相关控制,可以实现某些特定的智能操作。通过合理应用智能化技术,用智能机器代替人的作业,可以减少工作人员的作业强度和压力,提高工作的可靠性,以及提升电气管理的水平。

1.2智能电网

智能电网带有互动化、自动化以及信息化的特点,这些特点不仅对我国智能电网的建设起到推动作用,而且能够在客观上推动电力通信、电力营销、电网保护、电力调度的进一步发展。电网智能化简称为智能电网,该技术通过现代化传感和测量技术,以高速集成双向通信网络为基础,在决策支持系统和多元化控制模式的协助下,使电网能够可靠、安全和经济的运行。

1.3电力通信技术

电力通信技术在构建智能电网高速集成双向通行网络方面发挥着非常重要的作用,同时在电力通信技术、电力系统的自动化等方面也发挥着积极的作用。在控制过程中,建筑电气工程智能化技术可对各种数据信息进行处理,把信息转化为图像、声音、图形等形式表达给用户,从而实现信息的交流。电力通信技术可以显著提升系统的工作效率,且当前智能化技术的应用向着多元化和多系统集成的综合性方向发展,技术应用的工序较少,且精度和效率都很高,这两个指标也是衡量自动化控制水平的重要参考内容。因智能化技术使用多个处理器,高速CPU和RISC芯片具有很高的工作效率,且工作精度也很高,因此,采用电力通信技术有利于电力系统的调度,可使电力系统保持高效运行,采用该技术,电网智能化水平能够得到不断的提升和改进,使电力系统更便于人为控制。

1.4依托于电力通信技术的智能电网构建

建立智能化电网需要具备三个要素:第一,构建实时、双向、高效的电力通信网络框架;第二,在运行过程中进行精细化、智能化的管理决策;第三,及时、准确地监控与采集电力系统的智能数据。在建设智能网络的过程中,电力通信基础设施的建设是重要的硬件保障,现代化管理、自动化控制和市场化运营三方面构成了电力通信基础设施,电力网络基础设置离不开自动化控制技术,更依托于电力市场化运营和现代化管理中企业内部的数据交换等工作的支撑。

2智能化技术在现代建筑电气中的应用

2.1智能化技术在建筑电气化自动控制中的应用

在建筑电气中,为保证其安全可靠运行,避免发生突发事件,要在电气设备内部设置保护和控制系统,包括变压器装置、照明装置等。在对建筑电气进行管理和控制的过程中,需要运用精密传感技术、计算机处理技术与GPS定位技术,在电气设备内“植入”GPS技术,实现控制系统对电气设备的定位,为定位操作提供基础保证;然后借助精密传感技术,把关于电气设备运行的信息数据传送到计算机控制系统,这样计算机系统便取得了来自GPS定位部位的电气设备的数据信息参数。计算机系统把搜集到的数据信息和存储的历史信息进行对比,便于及时检测系统存在的问题,同时在控制系统中,电气相关技术人员根据电路和电气的相关知识,对控制系统的程序进行设置,设置相关自动执行处理操作,实现电气工程的自动化控制。这种方式可有效避免突发事件的发生。

2.2智能化技术在建筑电气工程故障检测分析中的应用

建筑电气设备实现自动化管理和控制后,要对故障进行预测分析,以确保电气设备处于正常运行状态。传统的故障诊断方法费时费力,结果可靠性低,且方法步骤较复杂。可借助智能化管理技术对建筑电气系统进行控制和保护,智能化程序能及时发现系统存在的故障,并迅速报警,对产生故障的部位进行严密监控,同时把搜集到的数据信息传送到智能故障分析系统,对存在故障的部位开展故障分析或提出维修处理建议,便于技术人员进行维修。当前,智能化故障预测分析技术主要是借助智能监控,采用专家系统和神经网络与模糊系统方法进行预测和分析。电机和变压器是重要的电气设备,当存在故障时,要及时对其进行排查和处理,以保证电气线路的正常运行,采用智能化技术后,系统首先会分析变压器油中的气体成分,这为电气维修人员开展电气设备维修工作提供了参考依据,便于分析故障产生的原因。

2.3智能化技术在建筑电气设备优化设计中的应用

对电气设备运行情况进行优化改进设计时,电气智能化系统采用遗传算法和专家系统来实现该功能。遗传算法借助生物界的进化规律开展随机搜索,这是一种先进的、科学的计算模型,通过模拟达尔文生物进化论中的自然选择理论与生物进化论的遗传学原理来进行运算,智能化系统借助生物进化的相关规律,通过分析搜集到的相关数据信息对电气设备进行分析,发现系统存在的缺陷,之后借助专家系统对这些缺陷进行优化改进,把智能化技术中专家系统与遗传算法有机地结合起来,从而实现建筑电气设备性能参数的优化。

2.4智能化技术在建筑节能中的应用

近年来,在建筑节能中广泛地使用和推广智能化技术,这不仅可为企业带来经济效益,也符合国家可持续发展的战略理念。在建筑行业中,电梯、公共照明系统、空调和通风系统等设备采用智能化技术实现了自动化控制和实时监控,对建筑设备进行控制和管理,提升了系统的工作效率,同时保证系统响应的准确性。

3智能电网中电力信息通信技术的应用

3.1进一步完善通信体系性能

随着我国智能电网的迅猛发展,电网通信方面的安全和管理问题也需要得到有效的解决。在智能电网的覆盖下,电力通信网络结构变得更加开放,且具备通用标准——IEC61850,通过该标准,电力网络的操作性可获得大幅度的提升。在建设智能电网的过程中,设备间的信息通过电力通信技术进行了有效的传输,同时借助电力通信的安全技术,系统的抵御攻击和保密方面性能优越,电力网络安全性获得了大幅度的提高。在智能化电网中,要使智能电网具备高效、安全、自愈、互动的特性,通信体系要具备更高的可靠性与保密性,系统对信息安全提出了更高的要求,以保证智能电网的安全性。

3.2提升智能电网下电力网通信水平

3.2.1采用多元化的通信手段

随着我国信息网络化建设的大量资金投入和智能电网的迅猛发展,我国通信容量储备在不断地变小,大部分通信处于重载状态,还有部分通信通道已处于饱和状态,因此,选取具有可靠性、灵活性和多样性的通信手段具有重要意义。我国电网通信主要采用光纤方式进行信息传输,电力载波、微波、卫星等成为主要的辅助通信传输手段。智能电网是随着电力行业的不断发展以及电力网络技术的不断革新而兴起的网络系统,是在世界电力技术以及电网理论的革新基础上发展起来的,通信手段的进一步提高极大地促进了智能电网通信水平的提高,无线、4G、光纤和PON等通信手段主要以通信资源为主,通过与移动、电信、联通等公网的融合,有效地实现了资源共享,扩大了智能电网的服务范围。

3.2.2扩大通信网络覆盖性

当前我国主要网络虽采用光纤化传输方式,但网络的覆盖率不高,当前配电网覆盖率小于15%,电力通信网络仍需不断延伸,特别是和电网延伸有关的配电、变电、用电、送电等过程,需要对这些过程的通信能力进行有效地提升。在电网建设方面,我国仍然处于初步发展阶段,要积极开发并推广智能电网技术,就要对电力通信的基础建设工作进行强化和完善,加大对电力通信基础设施的投资强度,在用电的部位尽可能建立全面覆盖的电力通信网,使用电的每个角落都可采用电力通信技术,推广智能电网的重点领域涵盖变电、发电、送电和用电等领域,有效提升智能电网的数据收集和处理能力,有效发挥智能电网的功能。目前我国光纤覆盖率较为薄弱,这就需要不断提高光纤覆盖率,不断提高光纤覆盖地区的配电和用电环节,进一步提高发电、配电和用电客户的互动和决策水平。要进一步推动光纤网络的建设,将光纤网络覆盖推广到每一个角落,实现需求地区的远程智能配电、抄表、电力营销等无缝隙覆盖服务,通过无线光网、移动无线、固定无线和PLC等通信方式推进光纤入户。当前我国光纤通信面临着信息传递瓶颈的问题,这就需要不断优化通信网络,扩大网络信息容量,不断提高资源利用率,并且在此基础上要向新能源领域以及低电压电网发展。建立一体化的通信网络管理体系,有效地将配电网、主网和用电网进行结合。在智能电网的建设过程中会遇到难度较大的施工地点,尤其是当电力建设的环节比较险峻,电力区间的跨度较大,线路输送较长时,需要对其进行重点监测,采用远方监控、控制以及作业联络等需求方式,另外要将光纤开发与无线相结合,固定通信同移动通信相结合,建立新型的通信方式。

3.3积极采用智能电网下电力网通信新技术

目前4G技术已得到了广泛的应用,它是在原来3G基础上,利用230MHz电力负荷无线通信频点资源以及开发式的构架,将智能控制、智能传感和智能保护运用到电网中,为用户提供一个可靠、安全的使用环境,具有信息和物理双重的安全可靠性。IPv6技术具有高安全性、灵活性等特点,能够为网络提供更大的地址空间,对于智能电网的建设而言,此技术有利于将发电、变电、输电、用电等技术纳入这个技术之中,使智能电网进入双向通信空间。当前我国互联网建立在IPv4协议基础上,伴随着互联网技术的快速发展,原有协议已经不能满足网络发展的需求,IPv6协议成为当前网络地址的主要发展方向,并且随着智能电网的建设以及网络的普及,此协议将很快地运用到智能电网的发展中,并且成为推动物联网发展的关键技术。

3.4构建电力信息通信的应急机制

要准备和建立针对自然因素对电力系统产生损坏的备用电源与应急通信机制。自然因素涉及台风、地震、雪灾、泥石流等灾害,可进行点对点的无线接入或微波接入。建设后备电源系统时,可充分结合分布式能源与微电网技术,积极建设与开发微通信网,发展自组网技术与脱网自通,预防重大自然灾害,并构建智能电网下的电力应急机制,当出现紧急情况时,能够及时解决用电问题。

3.5做好智能电网中电气的设计工作

在智能电器设计阶段,要设置科学合理的设计目标,保证设计的目标满足项目的实际具体情况。因智能化建筑设施复杂且功能全面,所以对于电气提出了很高的设计与管理要求。因每种设备都有自身的优点与缺陷,且功能上存在差异,所以设计时不可追求“新”、“全”的目标,这不仅会增加建设成本与施工难度,还会导致系统不能实现预期效果,造成资源浪费。在进行智能化系统设计时,要结合项目的具体情况,实事求是,选择恰当的电气系统和设备,并使用合适的控制技术,这样才能最大限度地发挥电气系统和设备的功能,满足使用要求;在选择可靠设备时,还要注重经济适用性;在采用新技术时,要保证建筑电气工程的安全可靠,且对电气系统进行优化和简化,降低工程造价。

4结论

建筑电气工程采用智能化技术,可提升工作效率,有效地对电气设备进行自动化管理及控制,并可以及时发现系统的故障,进行有效地排查和处理,同时还可以不断对电气系统进行升级和优化,极大地提升建筑电气的工作效率。在强化智能电力通信技术应用的同时,还要科学合理地对智能电网进行规划与布局,并要随着智能电网的发展,不断地进行完善和优化,有效开展电力网络系统的建设工作,做好配套基础设施的建设,在开发智能电网的过程中,要强化对智能电力通信技术的应用和开发的力度。在应用电力通信技术时,要注意系统的适应性与匹配性,保证智能电网可安全、高效、可靠的运行,同时还要对其将来的发展应用趋势进行准确的预测,这样才能使电力通信更好地达到智能电网的应用条件。

参考文献:

[1]李贺.电气工程自动化的智能化技术应用分析[J].科技创新与应用,2013(16):48.

作者:徐安 殷有春 单位:北京瑞拓电子技术发展有限公司

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