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技術的應用，實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標。針對現在電網系統遭到損壞后恢復能力弱以及監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，適合于實現系統的智能化，操作快捷方便，不易損壞。

3.RFID射頻識別系統的構成

（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出的信息，同時也能傳遞信息給電子標簽。

射頻識別系統構成示意圖如圖1所示：

圖1射頻識別系統結構

RFID電子標簽與傳統條形碼相比，具有顯著的優勢：

1）操作方便，傳輸距離長，可實現對移動目標的識別；

2）使用壽命長，能在惡劣環境下工作；

3）標簽內容可以動態改變；

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

4.1系統構架

物聯網包括感知層、網絡層、應用層三個層面。基于物聯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統一中間件技術，實現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與服務器對應系統的應用層和數據層。

圖2基于RFID的智能電網系統結構

4.2系統主要功能

（1）設備運行環境和狀態的監測。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境和狀態信息，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，實現了設備的故障預防，有利于設備狀態檢修。

（3）巡檢人員到位監督。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，同時有事故發生時可以有效的追究相關人員的責任。

（4）提供標準化作業指導功能。在RFID電子標簽中存儲電力行業通用技術規范及標準作業指導書，方便現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點及動態的控制能力將對電網發展產生深遠積極的影響，全面促進電力事業的發展。