基于RFID的智能電網設計與應用實踐

1.引言

智能電網，就是電網的智能化，它是建立在集成、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、設備技術、控制方法以及決策支持系統(tǒng)技術的應用，實現(xiàn)電網的可靠、安全、經濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。針對現(xiàn)在電網系統(tǒng)遭到損壞后恢復能力弱以及監(jiān)督在崗人員有效工作的問題，本文提出一種基于RFID的智能電網設計方案。

2.RFID工作原理

RFID又稱電子標簽，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行非接觸雙向通信來識別目標和交換數據。與傳統(tǒng)的磁卡，IC卡相比，它的最大特點在于非接觸，無需人工干預，適合于實現(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)的構成

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

（2）讀寫器，讀取標簽信息的設備，可分為手持式和固定式。

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

射頻識別系統(tǒng)構成示意圖如圖1所示：

圖1射頻識別系統(tǒng)結構

RFID電子標簽與傳統(tǒng)條形碼相比，具有顯著的優(yōu)勢：

1）操作方便，傳輸距離長，可實現(xiàn)對移動目標的識別；

2）使用壽命長，能在惡劣環(huán)境下工作；

3）標簽內容可以動態(tài)改變；

4）可以同時處理多個標簽；

5）信號的穿透能力強，數據傳輸量小，抗干擾能力強，感應靈敏易于維護和操作；

4.電能電網的實現(xiàn)

4.1系統(tǒng)構架

物聯(lián)網包括感知層、網絡層、應用層三個層面。基于物聯(lián)網的組成而設計的智能電網由感知層、解析層、數據層和應用層組成。

（1）感知層。數據采集與感知主要用于采集電力物資、設備的數據。在電力物聯(lián)網中國家電網公司將電力物資、設備，資產等信息資源數據標識到一個RFID電子標簽中。如物資分類碼、設備分類碼，功能位置碼等。

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

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

（4）數據層。準確地說，數據層不屬于物聯(lián)網技術的某個特定層面，而是利用PDA安全技術將數據解析到數據中心。

基于上述構架而設計的智能電網的系統(tǒng)結構圖如圖2所示，其中電力設備與巡檢人員及覆蓋在其上的電子標簽屬于感知層，PDA手持計算設備屬于解析層，客戶端PC與服務器對應系統(tǒng)的應用層和數據層。

圖2基于RFID的智能電網系統(tǒng)結構

4.2系統(tǒng)主要功能

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

（2）設備生產廠家追溯。通過讀取故障設備的RFID標簽．可追溯其生產廠家，同時獲取同批次生產廠家設備安裝位置，實現(xiàn)了設備的故障預防，有利于設備狀態(tài)檢修。

（3）巡檢人員到位監(jiān)督。為每位巡檢人員分配RFID電子標簽，通過電子標簽可以實時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量，同時有事故發(fā)生時可以有效的追究相關人員的責任。

（4）提供標準化作業(yè)指導功能。在RFID電子標簽中存儲電力行業(yè)通用技術規(guī)范及標準作業(yè)指導書，方便現(xiàn)場巡檢人員查看和記錄相關電力設備信息。

5結束語

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技術的發(fā)展，其在智能電網的應用也將越來越深入。其數據采集處理的優(yōu)點及動態(tài)的控制能力將對電網發(fā)展產生深遠積極的影響，全面促進電力事業(yè)的發(fā)展。