智能电网与物联网PPT课件.ppt

物联网与智能电网知识普及讲座 1 主要内容 物联网相关内容概述智能电网简介有关三网融合 两化合一 2 物联网相关内容概述 物联网是继计算机 互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展 其应用范围几乎覆盖了各行各业 物联网是当前最具发展潜力的产业之一 将有力带动传统产业转型升级 引领战略性新兴产业的发展 实现经济结构和战略性调整 引发社会生产和经济发展方式的深度变革 具有巨大的战略增长潜能 已经成为各个国家构建社会新模式和重塑国家长期竞争力的先导力 3 物联网相关内容概述 物联网定义 顾名思义 物联网就是 物物相连的互联网 通过射频识别 RFID 红外感应器 全球定位系统 激光扫描器等信息传感设备 按约定的协议 把任何物体与互联网相连接 进行信息交换和通信 以实现对物体的智能化识别 定位 跟踪 监控和管理的一种网络 4 物联网的定义包含2层意思 物联网的核心和基础仍然是互联网 是在互联网基础上的延伸和扩展的网络其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间 进行信息交换和通信 物联网相关内容概述 5 物联网相关内容概述 物 的含义这里的 物 要满足以下条件才能够被纳入 物联网 的范围 要有相应信息的接收器 要有数据传输通路 要有一定的存储功能 要有CPU 要有操作系统 要有专门的应用程序 要有数据发送器 遵循物联网的通信协议 在世界网络中有可被识别的唯一编号 6 物联网相关内容概述 物联网的开展步骤主要如下 1 对物体属性进行标识 直接存储在标签中 动态属性需要先由传感器实时探测 2 需要识别设备完成对物体属性的读取 并将信息转换为适合网络传输的数据格式 3 将物体的信息通过网络传输到信息处理中心由处理中心完成物体通信的相关计算 属性标示 7 物联网相关内容概述 物联网三大特征 智能处理 全面感知 传感器获得的数据具有实时性 按一定的频率周期性的采集环境信息 不断更新数据 可靠传输 通过各种有线和无线网络与互联网融合 将物体的信息实时准确地传递出去 适应各种异构网络和协议 利用云计算 模式识别等各种智能技术 从海量信息中分析 加工和处理出有意义的数据 8 物联网相关内容概述 物联网三层技术架构 应用层网络层感知层 9 物联网相关内容概述 应用层物联网和用户的接口 它与行业需求结合 实现物联网智能应用 网络层相当于人的神经中枢和大脑 负责传递和处理信息 感知层相当于人的神经末梢 其主要功能是识别物体 采集信息 10 物联网相关内容概述 物联网三大关键技术领域 RFID射频识别 传感网 M2M物物通信 物联网 11 物联网相关内容概述 RFID RadioFrequencyIdentification 即射频识别 俗称电子标签 定义 RFID是一种简单的无线非接触式的自动识别系统 它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据 用于控制 检测和跟踪物体 最基本的RFID系统由三部分组成 1 标签 Tag 即射频卡 用于和射频天线间进行通信 2 阅读器 读取标签信息的设备 3 天线 在标签和读取器间传递射频信号 12 物联网相关内容概述 传感网 定义 传感网的定义为随机分布的集成有传感器 数据处理单元和通信单元的微小节点 通过自组织的方式构成的无线网络 传感网的结构 包括三部分 传感器节点 汇聚节点 管理节点 用途 获取观察目标的相关信息 使其利于管理 13 物联网相关内容概述 M2M 简单的说 M2M是将数据从一台终端传送到另一台终端 也就是就是机器与机器的对话 但从广义上M2M可代表机器对机器 MachinetoMachine 人对机器 MantoMachine 机器对人 MachinetoMan 移动网络对机器 MobiletoMachine 之间的连接与通信 它涵盖了所有实现在人 机器 系统之间建立通信连接的技术和手段 M2M的发展情况 随着包括通信设备 管理软件等相关技术的深化 M2M产品成本的下降 M2M业务将逐渐走向成熟 目前 在美国和加拿大等国已经实现安全监测 机械服务 维修业务 自动售货机 公共交通系统 车队管理 工业流程自动化 电动机械 城市信息化等领域的应用 14 物联网的应用领域覆盖到各个角落 各个领域 十二五 期间 我国物联网重点投资十大领域 智能电网智能交通智能物流智能家居环境与安全检测工业与自动化控制医疗健康精细农牧业金融与服务业国防军事 物联网相关内容概述 15 物联网相关内容概述 在物联网应用的十大领域中 智能电网的投资规模最大 将物联网关键技术应用于智能电网 构建电网运行及管理信息感知服务中心 物联网与智能电网结合将大大提升智能电网信息通信支持能力 构建以信息化 自动化 互动化为特征的坚强智能电网 是适应中国国情 满足未来各方面发展需求的战略性选择 16 智能电网简介 17 智能电网简介 进入21世纪以来 随着世界经济的发展 能源需求量持续增长 环境保护问题日益严峻 调整和优化能源结构 应对全球气候变化 实现可持续发展成为人类社会普遍关注的焦点 更成为电力工业实现转型发展的核心动力 在此背景下 智能电网成为全球电力工业应对未来挑战的共同选择 18 智能电网简介 火力风力水力发电 变电 输电 变电 配电 用电太阳能 智能电网就是对这一过程实现自动 可视 互动 智能化 19 智能电网简介 美国智能电网概念 通过利用数字技术提高电力系统的可靠性 安全性和效率 利用信息技术实现对电力系统运行 维护和规划方案的动态优化 对各类资源和服务进行整合重组 其范畴不仅涵盖配电和用电 还包括输电 运行 调度等方面 20 智能电网简介 美国智能电网发展的七大特征 自愈 发现问题 并立即采取措施加以控制或纠正 达到不中断对用户供电服务的目的 互动 消费者自主选择适合自己的用电方案 也可提出个性化服务的要求 以满足特殊需求 兼容 可以接入各种分布式电源 如太阳能 风能等可再生能源 高效 提高电网输送效率 提高能源利用率 创新 鼓励并推动创新性产品 服务和市场的发展 优质 电压 频率波动符合供电质量要求 谐波污染可以有效控制 保障供电质量 安全 通过坚强的电网网架 提高电网应对各种物理攻击和网络攻击的能力 可靠处理系统故障 21 智能电网简介 欧盟智能电网概念 通过采用创新性的产品和服务 使用智能监测 控制 通信和自愈技术 有效整合发电方 用户或者同时具有发电和用电特征成员的行为和行动 可容纳广大范围的小型分布式发电系统并网 22 2020 1 7 23 智能电网简介 欧盟智能电网发展的主要特征 灵活 满足社会用户的多样性增值服务 易接入 保证所有用户的连接通畅 尤其对于可再生能源和高效无CO2排放或很少排放的发电资源能方便接入 可靠 保障供电可靠性 减少停电故障 保证供电质量 满足用户要求 经济 实现有效的资产管理 提高设备利用率 其研究重点在于研发可再生能源和分布式电源并网技术 储能技术 电动汽车与电网协调运行技术以及电网与用户的双向互动技术 以便带动欧洲整个电力行业发展模式的转变 24 智能电网简介 我国智能电网建设的特殊性 负荷 资源的逆向分布 西电东送 主要区别 大风电 光伏发电 远距离输送 以特高压骨架为基础 25 智能电网简介 我国用电面临的形势 用户侧分布式电源发展态势迅猛储能设备大范围应用电力资源优化配置成为全社会共识社会对供电服务的需求日趋多样化分布式电源对计量提出新要求电力销售市场迎来较大发展机遇综上所述 在新形势下 必须采取新方法 新思路 新技术对出现的新问题 新情况加以解决 迎接挑战 满足用户需求 突破用电发展瓶颈 提升效率 大力建设我国坚强智能电网 26 智能电网简介 中国坚强智能电网概念 以特高压电网为骨干网架 各级电网协调发展的坚强网架为基础 以通信信息平台为支撑 具有信息化 自动化 互动化特征 包含电力系统的发电 输电 变电 配电 用电和调度各个环节 覆盖所有电压等级 实现 电力流 信息流 业务流 高度一体化融合的现代电网 27 智能电网简介 中国坚强智能电网的主要内涵 坚强可靠 拥有坚强的网架 强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应 在故障发生时能快速检测 定位和隔离故障 并快速恢复供电经济高效 提高电网运行和输送效率 减低运营成本 促进能源和资源的高效利用清洁环保 促进可再生能源的发展和利用 提高清洁能源在终端能源消费比重 降低能源消耗和污染物排放透明开放 为电力市场化建设提供透明 开放的实施平台 提供高品质的附加增值服务友好互动 灵活调整电网运行方式 友好兼容各类电源和用户的接入和退出 激励电源与用户主动参与电网调节 28 智能电网简介 综合前面国内外对智能电网的定义 我们简单归纳总结一下 智能电网就是以物理电网为基础 将现代先进的传感测量技术 通讯技术 信息技术 计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网 29 智能电网简介 目标 是在现代电网中应用信息通信技术实现电能从电源到用户的传输 分配 管理和控制 以达到节约能源和成本的目标 本质 就是能源替代和兼容利用 它主要是通过终端传感器将用户之间 用户和电网公司之间形成即时连接的网络互动 从而实现数据读取的实时 高速 双向的效果 整体性提高电网的综合效率 实现节能减排的目标 30 智能电网简介 激发用户主动参与电网的运作 激励性 提供高质量的电能 减少停电损失 高质量 能够容纳各种发电和蓄电形式 新能源参与 具有自我修复的能力 自愈性 抵御袭击 安全性 繁荣电力市场优化设备运行 降低运行费用 总结智能电网应具备的特征 31 智能电网简介 新能源开发是智能电网建设中很重要的一环 目前可供开发使用的新能源主要有 太阳能 风能 潮汐能 生物质能 地热能等 有关新能源 32 智能电网简介 太阳能发电形式主要有两种 光热发电和光伏发电 太阳能光热发电通过聚光装置 利用太阳光加热工作介质至沸点 使其由液态变为气态蒸汽 推动汽轮发电机发电 太阳能光伏发电利用光照是不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差而发电 33 智能电网简介 风力发电原理 风的动能先被风力机的桨叶捕获并转换为机械能 再经过一个含齿轮箱的机械传动系统传递给发电机 由发电机实现机械能到电能的转化 展望 由于海上风力资源丰富 而且风力较高和稳定 所以近海风电是国际风电产业发展的新领域 34 智能电网简介 潮汐发电潮汐发电是海洋能发电的主要形式 此领域具有较大发展空间 原理 利用潮水的涨落所产生的水位差所具有的势能来发电 优势 不占用耕地 容易建造 投资较少 35 智能电网简介 生物质能发电生物质的传统定义 主要是指用于燃烧的薪柴 木炭 秸秆等农作废弃物 生物质的现代定义 指利用现代生物质转化技术转化成燃料而使用的有机质载体 如动物粪便 生活垃圾 能源植物等 原理 主要是让生物质发热 利用热能发电 36 智能电网简介 地热发电原理 和火力发电一样 都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能 然后带动发电机发电 要利用地下热能 首先要有 载热体 把地下热能带到地面上来 目前利用的载热体主要是地下天然蒸汽和热水 按照载热体类型的不同可以分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类 37 智能电网简介 智能电网不是终点 而是一个过程 目前 智能电网技术是国内外有关电网发展趋势研究的热点 伴随着物联网技术的应用和发展 智能电网的建设也必将被带入新的高度 现今 智能电网与物联网正在融合发展 38 未来 将实现物联网技术在智能电网应用中的重大突破 将打造出电力物联网芯片设计 应用系统开发 标准规范体系 信息安全 软件及测试平台等完整的产业链 相信 我们的生活会随着物联网与智能电网的普及发展而变得更加美好 智能电网简介 39 有关三网融合 两化合一 最后 再介绍一下国家比较重视的两个项目 三网融合 两化合一 何谓三网融合 有何效益 两化合一又指什么 40 有关三网融合 两化合一 三网融合 就是指电信网 有线电视网和计算机通信网的相互渗透 互相兼容 并逐步整合成为统一的信息通信网络 三网融合 是为了实现网络资源的共享 避免低水平的重复建设 形成适应性广 容易维护 费用低的高速宽带的多媒体基础平台 41 有关三网融合 两化合一 三网融合将带来的效益 1 信息服务将由单一业务转向文字 话音 数据 图像 视频等多媒体综合业务 2 有利于极大地减少基础建设投入 并简化网络管理 降低维护成本 3 使网络从各自独立的专业网络向综合性网络转变 网络性能得以提升 资源利用水平进一步提高 4 通过网络的整合 衍生出了更加丰富的增值业务类型 如图文电视 视频邮件等 极大地拓展了业务提供的范围 5 三网融合将打破电