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智能物流的方案

智能物流的方案

智能物流的方案范文第1篇

关键词:智慧社区;末端配送;信息

智慧城市与智慧社区近年来成了极具热度的城市与社区发展模式,智慧社区即依据信息时展而构建出的具有信息和智能过滤功能,可以处理产业发展、社会关系管理等多项业务的智能化社区。我国也在多个城市进行了相应的试点工程,在可以预见的未来,智慧社区的普及将成为一种必然。与此同时,智慧社区的末端配送问题也进入了公众视野,如何设计一种能够高效运行并且结合智慧社区特点的末端配送方式,该问题在学术界也引发了相关的讨论。万志涛提出了智慧社区模式下电商物流配送策略,以达到降低物流成本,提升顾客满意度的目的。其分析了现在末端配送模式的种种不足,并提出了依托物联网建立末端配送体系的方案。但其在一定程度上缺乏与智慧社区的联系,并未做根据智慧社区的特点建立末端配送体系,并且作者并未对其方案提出评价或改进思路。在智慧社区的概念与特点方面,蔡艳提出了智慧社区的概念及其发展历程,并依据实地调研的结果,对智慧社区的进一步发展提出了相应的改进建议。基于上述研究背景,本文从智慧社区的特点出发,探究符合其特点的末端配送方式,并使用SWOT分析法对该方案进行了分析,提出了相应的改进建议。

一、智慧社区的概念与特点

智慧社区就是依据互联网、传感网等信息时代产物,构建出来的社区。它主要通过充分发挥信息化基础设施的优势,构建出具有信息和智能过滤处理能力,可以具有产业发展、社会管理等多种功能的具有智能形态的社区。智能楼宇、路网监控以及智能医院等就是其应用的体现。智慧社区有以下几大特点。

(一)体现人、物的感知智慧社区以物联网为基础,通过各种感知技术与手段,把人和物的信息进行感知互联,从而建立起智慧社区的信息源,进而实现智慧社区中的每个人与物都可以被分析与感知,最终实现人人互联,人物互联。

(二)主动服务能力智慧社区可以通过对住户的购买货品数量与规格的记录,对住户的购买习惯进行分析,从而合理规划配送时间,并且在社区网站上主动向住户推荐符合其购买习惯的商品。

(三)自动化能力智慧社区旨在降低工作人员操作难度系数,实现操作的自动化与智能化。其楼宇系统、配送系统均可以实现自动化,从而降低社区管理成本,提升社区服务质量。

二、智慧社区末端配送方案设计

智慧社区末端配送系统主要由智慧社区物流分拣中心、管道系统、住户仓储柜三个部分构成。将三个部分有机结合,并结合智慧社区的特点就可以得到具体的社区末端配送方案。

(一)物流分拣中心物流分拣中心作为整个社区的物流总调度枢纽,起着鉴别、分类与输送的重要作用,物流分拣中心以物联网为基础,通过自动扫描货物的条码获取货物信息包括尺寸,订货人等。之后经由全自动的分拣环节,将货物分拣至不同的分拣栏中等待运输。物流分拣中心与智慧社区的人物感知的特性相契合,作为末端配送的第一站,发挥着巨大的作用。

(二)管道运输系统管道运输系统采用地下与地上相结合的运行方式,在地下进行以物流分拣系统为起点的管道铺设,管道延伸至各单元楼的地下。管道运输系统根据运筹学规划最佳路线进行铺设,其中管道的货物流动由物流分拣中心进行统一调度。该系统体现了智慧社区的自动化能力。(三)住户仓储柜住户仓储柜安置在每层的电梯附近,当货物通过管道运输到达每栋单元楼的下方时,物流分拣中心会根据该货物的扫描结果为其确定所在的楼层,之后货物会在货物管道中随着电梯的上下运动而被运送到各层的住户仓储柜当中,等待住户实现足不出户的取得快递。所以智慧社区末端配送的具体流程:快递配送车辆定期将整个小区的快递运输至小区物流分拣中心,之后再由分拣中心通过自动条码扫描进行快递包裹分类,之后通过管道运输系统将快递包裹进行运输,最后借助电梯被放置于住户仓储柜中。

三、智慧社区末端配送方案评价

通过对该方案进行SWOT分析,得到智慧社区末端配送方案的SWOT矩阵如表1所示。经过SWOT分析,可以看出本智能社区末端配送方案面临着巨大的机遇与不小的挑战,要想成为社会主流社区末端配送方案,本方案应在成本方面加以细化,去除不必要的成本,同时,考虑不同地区地下空间使用程度不同的现状,因地制宜地设计管道的布局与路径安排。同时,应该尽可能地利用物联网技术,顺应智慧社区的发展潮流,不断地进行修正与改进,以最好地适应智慧社区。

智能物流的方案范文第2篇

JOS署理中国区总经理陈永泰先生表示:“由于受到业态多样化、电子移动商务等影响,传统购物中心面临着比以往更加激烈的竞争;尽管2015年被普遍认为是中国零售最艰难的一年,2016年的市场形势仍充满挑战。JOS深谙实体店转型之痛,通过对购物中心商业模式的不断钻研,推出一系列智能化解决方案,旨在帮助现代大型购物中心构建全渠道智能零售管理体系,增强购物中心的全渠道零售能力。”

图注:JOS署理中国区总经理陈永泰先生介绍JOS业务

JOS的“智能商场解决方案”亮点包括:

人流统计。JOS在商场与外界连通的通道部署客流统计点,可获取购物中心整体的客流量数据,以此帮助购物中心运营方掌握商场整体客流量的变化趋势及规律,实现对商场硬件资源的优化和合理利用。

VIP识别。透过高智能的人脸识别技术,JOS能够帮助购物中心的店铺自主识别VIP客户,再结合大数据对消费者消费行为和习惯的分析,能够为消费者定制更精准的营销服务。

商场大数据分析。JOS利用精准可视化的工具对购物中心的大数据进行深度挖掘,变其为企业的重要资产。经过挖掘和分析的购物中心消费指数能够为运营方提供独特的营销视角,提升其在“互联网+”时代的运营效率,增强竞争实力。

云POS系统。JOS的云POS系统帮助店铺无缝对接收银、库存管理和产品引导等功能,管理者可随时随地了解店铺的运营情况,这对连锁店铺的集中管理大有裨益。购物中心停车智能导航。对于用户而言,他们可随时了解停车场车位情况,定位自己的车辆位置,并轻松找到停车位。而管理者则可通过对车位的引导,提高车位的周转使用率。

智能物流的方案范文第3篇

物流基础是中职物流专业的一门专业基础课,一般在开设在一年级第一学期,对学生尽快了解物流专业,从以应试为目的向以就业为导向的学习方向转变有着非常重要的意义。

1 专业课开启了中职生成功的新大门

中职教育的学生都是刚刚初中毕业,年龄在15~18之间,他们活力四射,处于人生中学习最旺盛的阶段,也是人生中心理、生理发展的重要转折期。从整体来说,基础教育阶段的基础不扎实导致他们对学习积极性不高,学习习惯较差,并且缺乏学习自信心。按照多元智能评价理论,基础教育侧重学生在逻辑─数学和语言智能(主要是读和写)两方面的发展,但这并不是人类智能的全部,为了全面开发和发展学生的多种智能如空间智能、身体运动智能、音乐智能、人际智能、自我认知智能、自然认知智能,在中职专业课的教学设计中提倡采用任务引领的情境化教学,使学生身临其境,激发学生的学习兴趣。专业课注重在职业能力的知识、技能、态度三方面的提升,为学生提供了与基础教育迥异的契机,通过行为导向的教学方法让学生获得成功体验,重树自信心,使他们能身心健康、积极乐观地面对职业世界的纷繁变迁。

2 《物流基础》教学适合采用大案例教学法

按照建构主义学习理论,真正有意义的学习是根据个体已有的经验和现存的文本和理念,由个体主动地从周围环境中获取信息,与大脑中原有的知识发生联系,从而建构属于个体自我的知识结构的的过程。由于建构主义学习活动是以学习者为中心,而且是真实的,因而学习者就更具有兴趣和动机,任何学习基础的学习者都能够感受新知识构建的成功感。为此,职业教学应以行动为导向,使学习在与现实情境相类似的情境中发生,以解决学生在现实生活中遇到的问题为目标,选择案例教学法是物流专业课常见的方法之一。但是,传统的案例教学往往是在各课时选择不同企业案例,通常是新课前使用一个小案例导入或者在知识点教学中插入案例进行。对于中职学生来说,案例字数过少,会造成背景介绍不清,产生不真实感,案例问题只描述商业活动的一个点,让学生没有办法真正从成功案例中得到完整商业活动的知识构建,失去案例教学意义;案例字数多于五百字往往会出现阅读困难,难以从中找到有用的信息,即使通过老师的讲解,学生能够听懂,但是会产生听故事的感觉,容易产生纯听众心态,同样无法融入案例中去吸取有用的知识。

大案例教学法是指在一门专业课程中,选择一家企业作为案例背景资料,通过分析该企业的各项经营活动及市场竞争中遇到问题的具体解决方案对应课程相关知识学习的方法。通过背景企业,构建知识体系的“面”,然后通过分案例,分析其中重要的“点”,提高教学效果。

《物流基础》是物流专业学生的最先接触一门专业基础课,通过大案例构建课程学习背景,在对大案例中具体问题的解析和模拟体验中,一步步深入了解职业、企业和行业动向。在教师的引入下,通过一点点的体验,完成知识的“迁移”,同时将生活情境中的知识点逐步“收入”职业情境中,实现学生新知识体系的建构。

3 沃尔玛案例适合《物流基础》教学

沃尔玛公司作为一个成功奇迹,也许是近50年来最伟大例子,山姆?沃尔顿,一个普通人创业的巨大成功,对年轻的中职生有强大的吸引力。他和他的妻子拿出节省下的6000美元,又向亲戚们借了点钱创业,开了家小店,经过五十多年的努力,从小县城开始的生意扩展到全球,发展为世界上最大的公司,成为财富世界企业五百强排行榜中No.1,而且自2002年登上财富排行榜首之后,一直保持在世界财富榜前三名。

作为沃尔玛历史上的第四任CEO,迈克.杜克,从2009年2月上任以来,已经交出了令人赞叹的成绩单:2010财年,沃尔玛收入升至4050亿美元,连续20年蝉联全球最大零售企业桂冠,同时向股东支付超过45亿美元的年度股息;而在美国《财富》杂志公布的2011年全球500强排行榜中,沃尔玛以4218.9亿美元的年销售额位居榜首,再次摘取了全球第一的桂冠;2012年沃尔玛业绩再次增长,达到4469.5亿美元,排名全球500强第二位。这位沃尔玛现任CEO正是一位从事物流行业二十多年的专业人士,他的成功正好成为激励物流专业学生学习热情的榜样。

作为零售业的老大,沃尔玛公司在物流管理、采购供应链系统和物流信息系统方面的领先正是它成功的秘诀之一。选择它作为《物流基础》教学的大案例进行剖析,就是一个剖析世界最强企业物流管理系统的过程,既能体现最新物流理论又能找到具体操作步骤分解素材。对教师来说,可以方便的寻找到丰富的教学资料,编制适合各章节的分案例。对学生来说,同样方便查找资料,引发探究学习;同时,它就在我们身边,在厦门市它已经有六间门店,其中SM店营业额在全中国区分店排名中名列前茅,学生日常可以方便进店观察,建立感性认识;此外,我校与沃尔玛公司建立了长期实习合作关系,对每届学生安排的为期一个月的沃尔玛顶岗实习更给同学们提供实践和深入了解该企业的平台。

4 沃尔玛大案例与《物流基础》教学设计

根据《物流基础》课程的知识框架,结合沃尔玛大案例背景,以学生为中心展开教学设计,多采用小组合作、任务驱动或实践教学等行为导向的方法,提高教学效果。主要章节及对应细分案例背景、主要知识点及主要教学活动如表1所示。

智能物流的方案范文第4篇

2014年1月,福建省人民政府办公厅印发的《城乡基础设施提升行动计划实施方案(2014―2015年)》(以下简称《方案》)中,对于福建今后一段时间内的信息化投入及方向给予了进一步的解释,同时也对超亿元的投资项目做出了说明,这预示着福建下一步将以更加稳健的态度,将智慧福建建设延续下去。

基础奠定勇气

在《方案》中,福建将信息化投入划定为四个工程一个平台,这五项计划将牵动福建140个亿的资金投入,在各地谨慎面对智慧城市再投入的时候,福建的勇气不可小看。

按照福建省政府的规划,至2015年,福建将基本建成全省电子政务公共平台,全面实现城市数字化管理;初步建成智慧城市基础平台,重点领域核心环节初步实现智慧化应用,智慧化应用覆盖率达到20%。

其中,信息网络工程两年力争完成投资100亿元。2014年建成福建省应急通信保障平台,构建天空地一体化应急通信保障体系。加快实施数字福建・宽带工程,推进下一代互联网建设,2015年建成海峡西岸国际通信关口局,完成全省三网融合工程和下一代广播电视网建设,实现双向网络覆盖。

公共服务平台两年力争完成投资16亿元。2014年,建成闽台物联网应用示范服务中心,建成北斗位置信息服务平台,带动福建省终端制造等北斗卫星产业发展。2015年,全省电子政务公共平台基本建成,市、县政务业务信息化率分别超过60%、50%;建成超算中心二期、大数据公共技术服务平台。加快建设数字福建产业园。

重点应用工程两年力争完成投资10亿元。推进民生领域和市县政务信息化集成建设,2015年完成基础数据空间化改造,推进文件证照、政法信息、决策信息共享工程,整合城管、综治、卫生和计划生育等网格资源,推进智慧城市应用工程,建设两岸经贸与口岸信息交换共享平台和两岸电子商务厦门、平潭专区,2015年全面推广应用省交通物流公共信息平台。

消费服务工程两年力争完成投资10亿元。大力开发个性化、定制化信息服务,丰富信息产品。加强全省教育资源、公共就业、公交智能等民生领域公共服务平台建设,2015年全面推广智能公交服务。促进两岸数字媒体、电子教育合作,2015年建成“数字出版平台”,共建“学生电子书包”项目。推进建筑智能化工程和数字家庭示范工程。

信息安全工程两年力争完成投资4亿元。2014年推动福建省成为国家安全可靠工业控制系统产业基地。推进一批安全监控平台、服务平台、应急处置平台和保护测试平台建设。2015年建成重要文件和数据加密存储系统,推广电子认证和签章技术。

从“数字福建”的提出至今,福建关于数字化、智慧化城市发展已经走过了最初的“开荒”时期,且已具备一定基础,因此《方案》中对于项目推进的描述(智慧化应用覆盖率达到20%)似乎略显保守,但从基础设施投入的角度来说,进一步提升城乡信息化投入,在今天也的确需要更为实际的预判。其实,《方案》中对于四个工程与一个平台的描述,在2011年出台的《福建省“十二五”数字福建专项规划》中就已经被全面覆盖了,这进一步印证了《方案》的目的在于扎实稳定的推进既定目标的事实,同时也将工程实施的时间表进一步细化至2年内,多处量化标准与目标的提出既细化了前段时间的工作,也更加明确了近期的重点与进度。

点和面的计划

在《方案》中,除了对于信息工程实施的进一步描述,还在其他领域进行了详细的规划。对照福建的整体建设过程来看,其中不乏点与面的结合与跟进。

其中,《方案》中所列出的3项重点应用工程中的智慧城市应用工程中提到,推进南平、福州、莆田、平潭智慧城市试点建设;同时,在其他设区市推进城市公用设备设施智能化改造,加快实施智能电网、智能交通、智能水务等智慧城市应用工程。按照福建省政府公布的信息来看,目前该项目属在建阶段,福州、南平、平潭已经列入国家智慧城市第一批试点。2014、2015年重点在交通、环境、资源、民生等领域实施智慧化改造应用。

在建设平潭“智慧岛”工程上,福建下了不少功夫。2013年12月,《平潭综合实验区总体发展规划》获得批复,福建省通信管理局相关负责人表示,按照批复,对于建设平潭智慧岛将是一次极好的发展机会。并表示会按照共建模式推进平潭岛新建道路的配套管道建设,大力推进通信管道和基站的共建共享,力争实现新建道路通信管道共建率达100%,将试验区建成信息通信基础设施共建共享的示范区。不断推进平潭便民服务项目建设,开发家政养老、社区医疗、商务支付、校园学习等应用系统,为社区居民提供信息化服务。建立物流智能管控系统和货物信息可视化系统,实现平潭物流全面智能化。此次《方案》中对于平潭等智慧城市试点的再次强调,也表明了平潭试点对于建设智慧福建整体工作的关键。

智能物流的方案范文第5篇

关键词:物联网;智能电网;变电站;技术架构;应用方案

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2015)06-00-03

0 引 言

智能电网就是电网的智能化。物联网技术可用于智能电网的发电、输电、变电、配电和调度等多个环节。构建智能电网需要引用最先进的技术,包括感知技术、网络通信技术、智能决策技术、自动控制技术以及能源电力技术等,并将它们紧密结合起来,形成一个相互协调的有机体系。智能电网的建设与发展离不开以下几方面因素:双向、高效、实时的通信网络架构;智能化、精细化的管理及决策;准确、智能的数据采集与控制[1]。然而,目前智能电网建设尚在起步阶段,如何从物联网技术的角度审视智能电网的功能需求搭建智能电网的系统组成结构,尚待进一步深入研究探讨,尤其智能配电站这个环节至关重要。物联网是一个形式多样、涉及社会及生活各个领域的复杂系统[2]。本文基于物联网在智能电网领域的应用为背景,讨论分析智能电网的功能需求和系统功能组成,作为应用案例提出一种智能变电站解决方案。

1 智能电网功能需求分析

对于面向智能电网的物联网应用,主要目的是使电力系统生成环节的信息化得到有效提高,同时提高自动化程度[3]。智能电网是相对传统电网的升级和跨越,目前还没有一个明确的定义,但它代表了电力系统的未来发展方向,强调的是“坚强”和“智能”两个基本内涵。以坚强为基础发展智能化,就是以能够防御多重故障、防止外力破坏、防灾抗灾的坚强网络架构为基础,以现代通信技术平台为支撑,以大数据分析智能决策控制为手段,将覆盖所有电压等级的电力系统(包括发电、输电、变电、配电、用电和调度各环节)实现电力流、信息流及业务流的有机融合。也就是说,具备智能电网性能的电力系统需要涵盖指向家庭用户、公共用户以及工厂用户传输电力的各种电力网络,并能兼容各类电源和用户的接入与退出。智能电网全景视图如图1所示。

智能电网作为能源输送和配置的重要平台主要应在以下几个方面凸显智能化。

(1)作为电力系统,应能够坚强可靠:①全面支撑特高压交、直流输电网络,服务于大范围的资源优化配置,节约有效装机容量;②适应并促进清洁能源的发展,利用大容量储能技术,使清洁能源成为更加经济、高效的能源供给方式;③实现高度智能化的电网调度,做到在线智能分析、预警和决策,实现交直流混合电网的精益化自动控制;④实现高效、灵活、优质的电力配送,具备接纳分布式能源系统的接入能力。

(2)对于用电客户具备综合服务能力,能够实现电网与用户之间的实时互动:①借助双向供电技术,实现电源、电网、用户协调互动营销;②完善需求侧智能管理,改善电能质量。例如,采取分布式电源、智能电表、分时电价等手段平衡电网负荷,节约电量消费;③具有电动汽车充放电机制和配套的基础设施网,为智能建筑、智能家电、智能交通等领域提供电网的综合服务。

(3)在信息处理方面,应能够实现电网管理的信息化和精益化,实时评估电网的健康状态。智能电网覆盖电网各环节通信网络,信息通信是智能电网的神经系统,因此应具备利用大数据、云计算技术、信息融合技术以及可视化技术等对信息资源进行集中管理、挖掘、分析、反馈的智能决策系统,为电网数据的分析与处理提供一体化的管理手段。

(4)在网络安全方面,基于智能电网的网络更广、交互更多、技术更新、用户更广的基本特征,应形成智能电网下的信息安全体系体制,确保智能电网业务系统的稳定运行,保障电网业务数据安全。

总之,将物联网技术应用于智能电网领域,通过有效整合电力系统基础设施、通信网络设施等资源,实现电力系统的电力流、信息流及业务流的一体化融合,优化资源配置,以充分满足用户对电力的需求。

2 电力物联网系统的组成

将物联网技术应用于智能电网建设,就是在电力生产、输送及消费各个环节,部署具有感知能力、计算能力和执行能力的感知设施,采用标准协议通过电力系统数据通信网络,实现信息的安全可靠传输、协同处理、应用集成。为简单起见,把这种面向智能电网的物联网简称为电力物联网。依据物联网的体系结构,电力物联网可分为感知层、网络层和应用层3层。

(1)感知层。感知层主要通过部署各种新型微机电系统(MEMS)传感器、嵌入式智能传感器、智能采集设备等实现电力系统相关信息的识别和采集。

(2)网络层依托电力信息通信网如电力无线宽带网、无线传感网、光传输网、公共通信网络等,实现感知层和应用层之间的电力信息传输。

(3)应用层主要采用智能计算、模式识别等技术对感知层所感知的数据信息进行综合分析和处理,实现智能化决策、控制和服务。

依据美国能源部关于智能电网架构设计方案,智能电网主要由输电自动化、系统协同与态势评估、系统运行调度、配电自动化、可再生能源接入、能源效率、分布式发电与储能、需求参与信号和方案,以及智能家电9大部分组成。图1给出了一个从电力产生一直到被传送到终端用户的过程。首先,由发电厂(包括煤电、水电、核能、太阳能、地热及风能等)将电力生产出来。为了减少远距离传输所产生的线路损耗,一般是生产和传输高压电(110 kV~400 kV)。然后通过分发网络传送给终端用户。分发网络的特性在于其是层级结构的电网,高压线与(初级)变电站相连并将电压由高压降低至中压,中压进一步通过二次变电站降至低压。一般通过一次变电站通常减少40 kV~60 kV,线电压慢慢降低直到达到用户变压器的要求,或通过二次变电站达到380/220 V。在变电站经过一连串的变压后,将电流从电力源头传输至每个最终用户,并在终端用户处利用智能电表监测电力的使用情况,或完成其他功能。例如,在控制中心通过数据分析工具、智能决策系统实现资源优化配置。显然,智能电网是一个庞大复杂的物联网综合应用系统。

从电力物联网的组成来讲,有多种智能电网网络架构方案,可以实现对发电、输电、变电、配电、用电、调度等各个环节的智能化。目前,电力物联网可以设计实现的典型系统为:①在电力生产环节,建立风光储联合发电厂微气象监测系统,保证水电站安全运行的大坝监测系统、发电机组状态监测系统、火力发电站的烟气排放监测系统等。②在输配电环节,建立输电线路在线动态监测系统,杆塔安全防护系统,高压电气设备温度在线监测系统,智能变电站综合自动化系统,包括二次变电站的监控和变电站状态检修、智能巡检系统等。③在用电侧,建立智能用电服务系统包括智能计量、智能用电小区服务系统、电动汽车智能充放电服务网络、用电信息采集以及电力资源管理系统等。然后,再将这些智能化系统综合集成,即可实现智能电网的基本功能。

3 智能变电站解决方案

在电力物联网中,智能变电站具有举足轻重的地位。智能变电站是一种新型变电站模式。智能配电网系统的关键技术主要包括配电自动化技术、配电网自愈控制技术、智能配电网调度技术等,只有综合各项关键技术的应用,才能实现智能配电网系统的功能建设[4]。其智能化水平主要体现在一次设备智能化、二次设备网络化、信息交换标准化等方面。变电站只有更加自动化、智能化,才能满足电网的智能化需求。

智能变电站相比结构简单且使用常规型电源和互感器件的传统变电站来说,在技术架构上需要进行重大改变,例如用电子互感器和智能一次设备替代传统互感器和传统一次设备等。从系统功能实现的角度,依照IEC61850标准可以将智能变电站系统分为站内逻辑控制层(简称站控层)、间隔层和过程层(也称设备层)以及网络通信系统几个部分分别予以实现。一种智能变电站网络组成结构如图2所示。

图2 智能变电站系统网络组成结构

3.1 站控层

站控层是变电站的主要控制系统,包含变电站就地操作后台系统、外部数据交换接口和通用功能服务系统、安全保护系统等,实现电网运行数据的全面采集(SCADA)和实时共享,支撑电网实时监视控制、防误闭锁、电压无功控制、区域安全稳定控制和信息管理等相关功能,做到一次设备智能化、二次设备网络化、信息交换标准化、运行控制自动化。站控层主要包括主机、操作员工作站、远程网络通信设备、网络通信记录分析系统等。在人与计算机相互交叉与联系的平台内,站控层提供管控中心、设备中心、检测中心及管理中心之间的数据传输。从过程层到管控中心均采用统一的IEC61850规约进行信息交换,以统一标准实现变电站内、外的信息共享。

3.2 间隔层

间隔层主要包括继电保护装置、系统测控装置、稳控装置、计量装置、合并单元等二次设备。间隔层实现的功能主要包括:①对一次设备的保护控制;②采集、汇总本间隔过程的实时数据信息;③本间隔层的操作闭锁;④进行数据分析、信息反馈、故障处理;⑤与过程层进行通信等。以110 kV 智能变电站为例,在二次设备网络化配置中关键是保护装置、测控装置以及交换机的配置。

(1)保护装置,主要包括:①110 kV 母线保护;②110kV 母联与分段保护;③主变压器保护。这种方式主要是让变压器保护能够实现直接采样,经GOOSE 网络就可以传递失灵保护跳闸的控制命令,进而执行跳变动作。

(2)测控配置,按照IEC61850 标准及要求对测控装置进行建模,使其具有自描述功能,且能直接与站控层设备进行通信。

(3)交换机配置,除了配置站控层监控交换机、网络交换机之外,主要是间隔层网络交换机的配置。实际中应根据设备室及不同的电压等级,配置不同数量、不同用途的间隔层交换机。

3.3 过程层

过程层是智能变电站的主要工作区间,包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及所属的智能组件,以及独立的智能电子装置。因此过程层也可称为设备层,主要完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。过程层由G00SE 网络层和采样值(SV)网络组成。智能终端设备采用集中化系统管理,集中化系统位于网络控制中心。过程层设备通过过程层总线和间隔层设备相连接,并通过GPS授时信号产生系统的同步时钟信号。

3.4 通信网络系统

通信网络的任务是完成变电站自动化系统内部及与其他系统之间的实时信息交换。智能变电站内的设备,如智能终端、包含装置、测控装置、校时系统等通过以太网实现信息交换。后台与间隔层装置之间通过MMS网通信,过程层与间隔层装置之间利用GOOSE网络传递状态量、跳合闸命令,以实现全站信息的网络化传输。站控层网络可选用成熟方案(国外单环网,国内单/双环);过程层网络可根据实际情况确定网络拓扑结构。

以110 kV 智能变电站为例,根据IEC61850提供的通信系统解决方案,站控层采用双星型冗余以太网方式,主要传输MMS 与GOOSE 报文。在逻辑上,站控层内部、站控层与间隔层之间均设立数据交换接口。间隔层采用以太网(双星型冗余),主要传输MMS 或GOOSE 报文。过程层采用星型以太网,并冗余网络配置,主要传输GOOSE报文。这种方式不但可以节省二次电缆,而且可实现设备、网络的在线监测。

4 结 语

基于物联网技术构建电力物联网有多种技术方案可供选择。建设智能电网的关键是技术方案的选择与设计。在智能电网中,变电站掌控变压器的运行和变压器、断路器、电子式互感器、自动开关以及电涌保护器等。因此,智能变电站的应用方案成为电网智能化的核心问题之一。这种电力物联网应用方案的优势在于:①能够处理调度计划和跨区能量传输中的不确定性;②方便接纳可再生性能源;③有效优化输配电网络的传输容量,满足对电能质量和可靠性的需求;③对电力系统运行中不可预见的突发事件应急处理。当然,影响智能电网性能的技术要素非常之多,本文仅是对智能电网中智能变电站的解决方案进行了一些讨论,希望以此为物联网应用领域的拓展、构建电力物联网提供参考。

参考文献

[1]周来,孟祥萍,张本法,等.智能电网通信与信息管理系统核心问题研究[J].计算机技术与发展,2015(4).

[2]刘化君.物联网体系结构的构建[J].物联网技术,2015,5(1):78-80.