《物联网发展趋势展示内容》研究报告(五)物联网在智慧能源中的应用

物联网是二十一世纪的现象,是实体消费产品连接到网络,并开始通过传感器和致动器的装置相互沟通。智能电网是物联网(IoT)大多数的应用之一。

《物联网发展趋势展示内容》研究报告(五)物联网在智慧能源中的应用

 
第一节 简介
 
由于目前的能源危机,已开始要求各个地区需节能减碳。二氧化碳的排放和全球暖化已成为世界严重的问题,许多研究的发展目的是为了减少能源的消耗。为了实现节能环保技术,监测和分析能源的消耗是基本的技术。
 
物联网是二十一世纪的现象,是实体消费产品连接到网络,并开始通过传感器和致动器的装置相互沟通。智能电网是物联网(IoT)大多数的应用之一。由于讯息认知、传输、处理广泛地存在于智能电网,物联网技术在电网建设、安全管理、安全监控、数据采集和互动等将扮演重要的角色。自从实施智能电网技术后,能够在高峰时段视情况调整系统的负载平衡,以及对于居民的目标是利用以时间为基础的定价通知需求响应机制,减少在高峰时期的电用量。
 
 
第二节 什么是智能电网?
 
智能电网的概念可以被定义为下一代电网,它利用先进的控制和通讯技术,将能量产生、分配和消耗优化。智能电网可以使用各种工具,例如先进的定时器,双向通讯和智能控制的设备,以提高系统的效率。此外,由于这些系统的种种优点,智能电网扮演减少温室气体排放的作用。在智能电网中,能透过双向通讯让供货商能实时观察一间房子所消耗的能量,并经由智能电表将讯息发送给消费者。因此,智能电网能提高消费者的参与度,以达到能量消耗优化。
 

智能电网系统基本上可以分为三个主要部分,分别为产生、分配和消费,如下说明:
 
 
一、发电:电力是使用各种可再生和不可再生资源(如使用煤,气,风厂,核电站,水电站,太阳能电站等火电厂)的方式由发电厂产生,发电机根据消费者需求及有限的资源来生产电力。
 
二、配电:电力分配系统的网络将电力从电力产生器传递给消费者。配电通过配电站和输电线路。该电力在电力传输的过程中损耗最小。某部分电力慢慢流失是因为传输线所产生的热。
 
三、电力消耗:电力消耗会因不同机构的消费者(例如,家用,工业和政府机关)而有所不同。因此,必须确认各电力的需求,使得电力供给及分配优化。为了实施这一目标,智能电表装置可以快速、准确地收集电力消耗的数据。
 
四、智能电表:智能电表,它能收集家里家电的消耗数据。家电和智能电表共同建立一个家庭局域网络(HAN)。
 
五、集中器/通讯闸:一个集中器,作为数据的有效转发器的设备。集中器收集在家庭中特定区域的智能电表的消耗数据以及储存在缓冲器的数据。M2M 的协议转换集讯器从缓冲区中取出排列第一的封包,并将封包(本地网络所产生的讯号流量)传送连回至电信网络的节点并进一步与电信核心网络链接传输。
 
六、广域网(WAN)基地台:广域网基地台从集中器累积数据,并将这些数据经由回程有线网络传送至控制中心。广域网基地台分配带宽给每个集中器。
 
 七、控制中心:控制中心从 WAN 基地台接收储存数据后,用这些数据来估算电力的需求,使发电和配电优化。
 

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图 5.1 智能电网提升能源系统,客户可以使用该系统提供更高的可靠性和讯息来节约能源

 
 
第三节 物联网在智能电网中的应用
 
为了将物联网的应用扩展到智能电网,关键是这些新技术。利用新材料技术,讯息技术和通讯技术等,物联网的设备正朝向更小、电力消耗更低、电池寿命更长的方向前进。在生活中,有着无所不在的通讯沟通、更宽的带宽、更强的计算能力、决策和智能控制的能力。在智能电网中物联网应用的主要情况如下:
 
一、自动抄表系统(AMR)与高可靠性
 
自动抄表系统在智能电网中有着明显作用。它是一个负责采集、智能处理和实时监控电力消耗资讯的系统。物联网支持自动采集、异常测量、电能质量监测与消费行为分析。此外,该系统还有以下功能,如讯息发布或是分布式能源监视与智能功率装置之间的讯息交换。
 

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