物联网新技术在电网应用前景分析

　　摘要：本文结合电网公司的实际情况，对推动RFID、条形码等物联网新技术在电力行业的应用，构建电力物联网，实现资产全生命周期管理的课题进行了研究探索。对RFID等技术在电网物资管理、工程建设、生产运营、资产管理等阶段的运用模式进行研究分析，提出应用需要解决的主要问题。
　　关键词：物联网，资产全生命周期管理，无线射频识别技术，条形码
　　
　　物联网是通过RFID(RadioFrequencyIdentification,无线射频识别)、条形码、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把物品与互联网联系起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，从而实现任何时间、任何地点对任何人、物品信息或者环境信息的实时感知与及时掌控。是互联网的延伸和扩展[1-3]。
　　本文结合电网公司的实际情况，对推动RFID、条形码等物联网新技术在电力行业的应用，实现资产全生命周期管理的课题进行了研究探索，对RFID等技术在电网应用模式进行研究分析，提出存在的主要技术问题。
　　1.物联网新技术与资产全生命周期管理
　　1.1RFID与二维码技术
　　RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术[4]，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。电子标签可以分为有源电子标签和无源电子标签。有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电池。RFID技术是构建物联网的基础，是物联网最关键的技术和应用之一。
　　二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息。在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。
　　1.2基于物联网技术的资产全生命周期管理
　　广东电网公司作为全国最大的省级电网公司，资产庞大及繁多。09年以来，公司自上而下进行资产全生命周期的管理创先工作。总体目标通过对资产从规划设计、生产采购、工程建设、生产运营、退役报废等全生命周期进行全过程的综合管理，实现项目管理、物资管理、财务管理、生产管理四大业务的横向融合，以及省公司、地市供电局、县级供电局等的纵向贯通，实现资产使用的可靠性、使用效率、使用寿命和全生命周期成本的综合最优。
　　RFID标签、二维码等可存储一定信息，可工作于恶劣环境，并可识别高速运动物体，这些特点在设备物资管理、供应链管理上具有许多先天优势。在资产生命周期管理系统中引入这些技术，为资产建立电子身份证，形成唯一电子身份标识，可以使资产在项目初始阶段就建立设备档案及系统标识。
　　2.可应用领域分析
　　结合电网公司资产管理业务流程，本文重点讨论在物资管理阶段、工程建设阶段、资产运营阶段、资产退役阶段的应用。
　　2.1物资管理阶段
　　在电力物资采购合同的签订阶段即建立设备的电子身份证，通过系统赋予物资唯一管理编码。并要求供应商在物资出厂需嵌入或者贴上写入唯一管理编码的电子标签。以该编码为索引，建立设备的电子档案，在系统中记录物资的制造信息、出厂参数等，并可以在标签中记录制造商、生产日期等关键信息。完成这一步，我们就赋予电网物资电子身份证，初步建立电力物联网基础。
　　2.2工程建设阶段
　　基于电力物资的电子身份证，将电力设备、材料的出厂资料与设计单位的技术参数相关联、匹配，并为实现设计图纸、调试报告等资料的电子化移交奠定基础。
　　2.3生产运营阶段
　　条码和RFID技术的引入，为每个设备赋予了电子身份证，这只是被动的应用。通过无线传感器技术、zigbee技术，我们可以实现让设备能够“说话”。光、热、温度、湿度、化学传感器，可以测量出设备的状态；zigbee等通信组网技术，能够组建标签与标签的通讯自组网，我们能够在控制室查询到变电站、送电线路的实时状态，从而能减少巡检的工作量，更加优化地解决电网设备的运营、维护、管理和监控，能有效地实现危害预警和报警。
　　2.4资产管理阶段
　　在传统的资产管理方式中，往往只关注资产的静态信息和生产运行的动态信息，而没有从资产的整个生命周期过程去关注信息流转和信息积累。随着某一阶段的生产任务的完成，有关资产的信息管理就会中断或脱节，造成管理信息的混乱及各部门信息辨识的困难。通过条形码、RIFD等技术，为电力设备、材料等资产建立了电子身份证，将规划设计、生产采购、工程建设、生产运营、退役报废等全生命周期产生的数据流串起来，建立唯一的标识来统一各部门和各环节的信息，实现从申请采购到报废整个过程形成的闭环管理，从而在根本上解决“帐、卡、物”不一致问题。
　　3.电力物联网技术的主要技术问题
　　RFID、条形码等技术发展到今天，在物流、超市、仓储、门禁等领域的应用已成熟，并在逐步推广应用。但在如果要大规模应用在电力方面，还存在一些需要解决的技术问题。
　　3.1标签的抗干扰性问题
　　在电力生产过程中，设备产生的电场、磁场会对标签与的读写产生影响，这对标签的抗干扰性设计提出考验。另外，应用要求标签必须是贴在设备的表面，而电力设备往往是金属材质的，这对标签的抗金属性设计提出了要求。因此，RFID标签的抗干扰性能、抗金属性能，是决定是否能够应用到电力的重要因素。
　　3.2RFID技术对继电保护装置的影响
　　变压器、母线保护等继电保护装置是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种措施，是电网安全运行的重要保证。标签与阅读器之间的数据交互是通过电磁波信号实现的，如果该电磁波信号对继电保护装置的正常工作造成干扰、甚至误动，则直接将危害到电网安全。因此，需要对RFID技术在二次设备中的应用做进一步论证。
　　3.3标签寿命问题
　　资产全生命周期的管理要求标签必须贯穿资产设计、采购、安装、调试、运行、维护、报废、拆除的整个过程中。但是，变压器、GIS等设备的运行年限往往要达到30年，并且运行在露天环境当中。并且电力生产的特殊性，基本不允许停电更换标签的情况，因此要求标签寿命要达到30年。但是，RFID技术真正商用的时间，设计一种稳定、长寿命的标签，是决定能否应用到电力行业的重要前提。
　　4.结论
　　物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，因此如何利用物联网新技术提高广东电网公司的管理水平，是值得研究的课题。因本文首先介绍了RFID、条形码、传感器、Zigbee等物联网新技术。然后在广东电网公司资产全生命周期管理的背景之下，对如何运用物联网新技术提升广东电网的业务进行了探讨。最后，阐述了如果要在电力行业推广物联网技术，需要解决的若干技术问题。
　　
　　参考文献
　　[1]李勋，龚庆武，乔卉.物联网在电力系统的应用展望[J].电力系统保护与控制,2010,38(22):232-236。
　　[2]刘星晔，张璿.电力通信在物联网中的应用[J].中国科技博览，2010，31：71。
　　[3]王英武，刘肖骢.浅析物联网技术在智能电网发展中的应用研究.中国电力教育，2011(3):111-114.
　　[4]刘媛，郝铭，基于RFID和WSNs的仓储监管系统的设计[J],RFID射频识别，2006.22(10-2):283-285.