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物联网@智慧能源

木马童年 2019-6-10 04:15 28 0

  9月29日,在海拔5300米的唐古拉山口,传来一阵胜利的欢呼声,一架直升机顺利完成唐古拉山口悬停试飞作业。至此,“电力天路”――青藏联网直流线路以及昆仑山、风火山和唐古拉山三大山口的线路巡检工作梳理完成 ...

  9月29日,在海拔5300米的唐古拉山口,传来一阵胜利的欢呼声,一架直升机顺利完成唐古拉山口悬停试飞作业。至此,“电力天路”――青藏联网直流线路以及昆仑山、风火山和唐古拉山三大山口的线路巡检工作梳理完成。这一天,智能电网翻开了全新的一页,高海拨地区的电路巡检进入了物联网时代。 中国论文网 https://www.xzbu.com/8/view-1074938.htm   物联网的出现为电网工作人员免去了高海拨缺氧和暴风雪侵袭之苦。

不仅在电力行业,在更多的能源行业中,物联网已经悄然实现。过去,一提到能源行业,大家就会联想到危险的工作性质、灰头土脸的作业环境和老旧不堪的机械设备。然而,物联网正在改变这种局面。从温湿度复杂多变的矿井环境监测到遥远的海上石油开采平台,从智能抄表这样无微不至的便民应用到覆盖全国的智能电力云,物联网技术正闪烁在能源行业的方方面面、角角落落。

国家“十二五”规划明确提出,物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、金融与服务业、国防军事等十大领域重点部署。智能电网被排在十大重点领域的首位,显示出能源行业,包括电力、石油石化、煤炭三大基础能源行业,在物联网应用中的先驱作用及重要的战略意义。

当物联网进入能源行业,智慧能源所带来的便利,正在不知不觉中优化着普通人的生活。

原来,物联网与我们距离如此之近。

电力系统学“聪明”

每一个智能家居专家,都会描绘如此的未来:不论你在家里的哪个房间,用一个遥控器便可控制家中所有的照明、空调、音响等电器。例如,看电视时,不用因开关灯和拉窗帘而错过关键的剧情;卫生间的换气扇没关,按一下遥控器就可跟换。遥控灯光时可以调亮度,遥控音响时可以调音量,遥控拉帘或卷帘时,可以调行程,遥控百页帘时可以调角度.....

在这种美好的前景背后,应用的就是物联网技术。智能家居只是物联网应用在电网行业中的一个典型。而电力行业中,有许许多多不为消费者所知的物联网应用正在改变着行业,从而让电网成为智能电网,让城市成为“智慧的城市”。

“电气设备在运行过程中,设备会产生震动,温度较高,我们通过闸刀触点实时监测,可将温度控制在一个正常范围内。”国家电网信息通信有限公司(以下简称“国网信通”)物联网小组成员、博士曾令康介绍,在一些闸刀、线缆接头、开关柜上安装传感器对限制电流参数进行监测,确保电压安全可靠,这就是物联网在智能变电站的应用。“大家可能见的比较少,变电站是电力系统很重要的设备,主要负责一定区域内居民用电。变电站涉及很多大设备,需要做温度、湿度、延误等监测来避免大范围停电。”

目前,物联网已经在电力系统得到了广泛的应用,主要用于智能小区、智能家居、无线抄表、智能变电站辅助控制系统、输电线路在线监测、高压电气设备状态监测、智能巡检、智能用电等。

过去,电力检测主要是靠人工巡视,只能在问题发生之后进行检修和处理。通过安装物联网设备,可以通过温湿度传感器、三维加速器传感器等诸多传感器监测和保障电力正常生产和传输。同时远距离传输网络将感知到的信息进行传递,以便电力系统人员及时监控。

在人迹罕至、气候条件较为特殊的青藏高原,物联网巡检的优势更为突出。工作人员只需在无人直升机上装一个高倍摄象头,就可以对输电项目进行具体分析了。

电力行业实现物联网的一个最重要的目的就是节能环保。在空调、照明灯、风口、发电机组等一些节能设备上,泄露电传感器、无线湿度传感器、智能插座可以实时监测并将采集到的信息通过网络发回主站,确保设备运行在可靠稳定状态,同时进一步降低系统能耗,提高能源利用率。

2009年,国家电网公司首次向社会公开发布智能电网研究报告,该报告中对智能电网概念以及具体研究内容给出了详细说明。智能电网即以特高压骨干网架和各级电网协调发展的坚强电网为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,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,以信息化、自动化、互动化为特征,实现“电力流、信息流、业务流”的一体化融合的坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。

在物联网技术和智能电网逐步融合的大背景下,国网信通于2010年成立物联网技术研究小组,由两院院士陈俊亮、中国工程院院士刘韵洁带领团队,围绕智能电网输、变、配、用环节,攻克传感网络关键技术。据曾令康透露,整个“十二五”期间,我国涉及物联网的相关投资预计约为700亿元。

更加智能、人性化的电网指日可待。

越物联 越安全

当物联网应用到煤矿行业又能发生什么“翻天覆地”的变化?

众所周知,煤炭行业的重中之重是安全。为了强调安全,有部委三令五申并出台一系列规章制度,但上有政策下有对策,有没有一个即安全又提高效率的技术手段?

“煤矿最核心的是安全。为此,我们不仅建立了‘数字煤炭安全’动态实时多级监测系统,实现了对高瓦斯矿井的多级安全监管,还利用无线信道资源技术实现了瓦斯无线接入。”山西阳泉煤矿集团(以下简称“阳煤集团”)信息中心主任韩立武在接受采访时告诉记者。

在能源行业中,煤炭行业的环境最为艰苦也最高危。在开采过程中,易受到岩层变化、潮湿、震动等环境影响,现场数据采集条件非常复杂。物联网技术的出现对于改变煤炭行业现状可谓意义重大,主要体现在安全生产、节能减排、无人采矿等方面。

通过网络远程监视技术和射频传感技术,实时监测可以有效提高生产安全。“登录人员定位系统之后,我们就能看到井下有多少人,还可以查询人员的下井轨迹和指定区域的人员信息。”韩立武举了个例子,根据国家安全总局要求,矿工下井必须有一个副矿长跟着下去,“那我们可以查看干部跟班下井的情况,对他们进行综合打分”。

经过60年发展,阳煤集团总部资产910亿元,旗下拥有三个上市公司。阳煤集团具备煤炭生产规模6千万吨,煤炭基建技改规模7千万吨,化工实物产能1047万吨,铝土矿产能80万吨,氧化铝产能40万吨。由于起步较早,该集团现已初步完成了管理应用系统向工业监控系统、地面信息的延伸,业务系统向企业综合应用门户的延伸。之后,物联网应用逐渐成为阳煤集团信息化发展的新重点。

基于物联网,工作人员可以对井下瓦斯浓度传感器、风速传感器、温度传感器、雷达捕车器、红外线生命探测仪等等都进行监测并在显示屏上进行提示。

井下往往横道复杂、车也很多。这时,井下运输集团系统的计轴器传感器,就能对各轨道路段通过的车辆型号、速度、车厢数、载重量等参数进行判断,从而自动将路段附近的信号集中闭锁,保证整个车辆运行。

“我们十二五信息化的工作重点,一个是结合集团发展建立信息化管控体系;另一个就是研发物联网。物联网弥补了很多管理漏洞、大大提高了生产的安全性,我们希望在这上面有所创新。”韩立武说。

石化行业的中级目标

与其他能源行业不同,石油化学产品具有液体物品或散货的特性,更由于其大部份属于危险化学品,对生产、仓储与出入库计量,特别是对生产线协同提出了更高的要求。

在中国化工信息中心副主任李中看来,物联网将在石化行业发挥最重要的是安全效能功能。危险化学品生产、仓储管理是化工企业信息化的重要环节。除了传统意义上通过ERP、MES实现进、销、存和物料配方与传输管理外,利用物联网技术实时高效反映设备与物料的各种现场物态,再通过实施信息化实现化学品生产早期预警,产成品的安全储运和事故应急救援响应也给企业和化学工业园区带来了巨大的社会与经济效益。

  在节能效能上,物联网也同样表现出色。上海焦化有限公司通过采用MES系统实现了:信息集成平台的正常运行,将装置优化、实时监控、生产管理、优化调度、软测量、能源管理的应用软件集成在统一信息平台。这些应用帮助焦化实现年节能3000万元以上的效益。

管理效能上,在化学品生产过程中,物料传递与储运是精益制造的关键环节之一。在一体化物流配送与供应链管理中,物流企业的信息技术已经成为支撑流程运转的重要技术手段。

在现代制造业发展的过程中,有越来越多的企业采用外包方式,利用专业化、高水平的物流公司解决其产品的储运任务。这就要求承包方具备优异的整合、协同能力。不但能随时了解生产动向、物料输出量,还要配合生产企业,及时反馈产品数量、质量信息,实现生产的全面自动化。协同能力,也是物联网除安全、节能、管理效能之外的第四大功用。

过去,中国石化生产营运指挥系统多采用三级原油管理体系,手工上报数据,总部不能及时掌握原油管网、油轮运行情况;同时,还存在难以统筹安排码头接卸,导致油轮滞期费的产生。

自从中石化将传统沟通方式改为网上全程实时监控,原油资源调运终于得到优化。这套系统支持新管理模式,实现了原油运输的实时监控,全面支撑了重构的二级管理体系。在邮轮滞期费的问题上更是成效卓著,仅2009年一季度同比减少邮轮港口滞期210小时,节约滞期费1630万元。

“我们石油化工行业的信息化已经进入到中级阶段,在推动两化融合这个时期,物联网是信息化进一步发展的关键角度,应当作为一个重点。”李中认为,我国绝大部分化工企业正处在由初始、扩展阶段向控制、集成阶段发展的过程中,总体上已从起步阶段进入中级发展阶段。

这一阶段的特点在于大量信息化项目开始启动,企业信息化不断向深度和广度发展。在这一时期,石油化工行业需要继续以应用为主导,进一步按照规划组织实施信息化项目,用现代化信息技术改造传统石油化工企业的生产、管理过程,不断提升企业的核心竞争力。

专家视点:应用驱动物联网发展

日前,在《计算机世界》报举办的第四届能源行业信息化高峰论坛上,工业和信息化部信息化推进司副司长董宝青指出:“物联网市场是一个高度细分的市场,是一个长尾市场。我们要寻找能形成规模应用的行业作为重点去推动,解决实际问题。比如煤炭行业,物联网在该行业有非常好的应用。所以,按照细分市场来推进物联网,以应用驱动带动物联网技术产业发展比较符合中国现实情况。”

党的十七届五中全会对两化融合提出了新的目标,提出全力推进工业化和信息化的深度融合。那么深度融合究竟深在什么地方?

董宝青认为,当下要将企业信息化延伸到产品级的信息化,也就是做信息化的企业要生产信息化的产品,从信息化的产品中衍生出新的商业模式。在他眼中,物联网本质是推进物的信息化。在信息技术不断发展的情况下,企业的信息化应用正在从组织、流程的信息化过渡到物件的信息化。“所以,我觉得物联网可以作为物信息化的代名词。物联网跟互联网确实不是对应对比的概念。我们现在还看不到把所有物体互联互通起来的经济必要性、社会的必要性。我们现在做的物联网都是以某一同类,有必要相连在一起项目,所以物以类聚是现在物联网推进的一个很重要的方向。”

事实上,在过去任何一个企业信息系统中,或多或少都包含对物进行感知、管理、控制的内容,能源行业在这方面拥有良好的产业技术基础。

但眼下,物联网知识产权、核心技术都很缺乏;龙头企业的大规模物联网应用也尚未形成。董宝青建议:“应该采取审慎态度,根据物联网把技术、产业和应用三者之间关系联动起来,不能再像前几拨赶技术浪潮的时候,单纯走技术驱动、产业驱动路线。应用驱动,比技术驱动更重要,而且在应用驱动的时候要拉动本国物联网技术产业发展,更应该鼓励使用自主创新的一些成果。”

会议链接:

能源行业的信息化应用一直是《计算机世界》报社重点关注的领域。在今年9月举办的能源行业信息化高峰论坛上,来自国家电网、五大发电集团、中海油、中石化、煤炭行业等30多位能源行业的信息化主管参加了会议,并就“能源行业物联网应用的机遇和挑战”展开了深入热烈地讨论。

第一届能源信息化高峰论坛始于2008年12月,在第九届中国IT两会上,《计算机世界》报社举办了主题为“集中管控 科学决策”的会议。该会议让能源行业信息化主管首次有了集中台交流和讨论的平台。此后,《计算机世界》连续4年成功举办能源行业信息化研讨会。

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