基于流域物联网架构的洪水预报系统的研究

流域防洪是关系到社会、经济、政治的问题,洪水预报是防洪决策工作的重要技术环节,流域水利信息的实时采集与传输,将是预报技术的关键,本文应用物联网的架构,提出了基于流域水利信息的采集、传输、反馈、计算、预报、发布等物联网环境,解决流域水利信息即时应用问题.在洪水预报系统,引入物联网技术,为洪水预报提供了新型的IT技术支持,完善了预报体系.     

基于安全状态更新的信息年龄-能量权衡

考虑状态更新系统中传感器节点要尽可能及时地将随机生成的状态更新传送给基站，以信息年龄（AoI）作为时间新度量，同时引入平均保密年龄和保密年龄中断概率的性能指标，保证系统的通信安全性.采用实用的截断自动重复请求（TARQ）方案，传感器节点持续传输不断更新当前状态，直到达到允许的最大传输次数或生成新的状态更新.推导出平均AoI、平均峰值AoI的闭合形式表达式，以及平均能耗的表达式，通过优化物联网(IoT)设备的传输功率和平均传输功率约束下的最大允许传输次数来最小化平均AoI，实现系统的信息年龄-能量权衡.仿真结果表明，在相同的平均传输功率约束下，采用的TARQ方案比允许无限次重传的经典自动重复请求（ARQ）方案的平均AoI更低，性能更好.     

基于电力线通信的新型物联网架构

为了实现在电力传输线路中构建物联网络,使得用电设备能方便地通过电力线接入网络,设计出一种由通信平台、控制平台和感知平台组成的网络架构,将原有CSMA/CA协议中的请求发送/清除发送机制改换为确认帧机制,增加了链路报警提示帧。经过合理配用微处理器和通信专用芯片,完成电力线组网。测试表明,网络架构和协议符合在电力传输线路中传送物联网信息的需要。     

基于LED光通信的传感数据自组织自恢复系统

针对物联网传感信息传输的特定需求,在LED（Light Emitting Diode）照明功能基础上,引入可见光通信功能。充分开发了基于光网络的信息传输自组织、自恢复功能,提出了系统节点设计方法和底层信号链路linux驱动方法,阐述了路由发现算法与通信协议的实现过程。并就嵌入式系统环境下的自组网、自协调过程进行了编程调试与有效测试,得到相应的实验数据。验证了系统架构、传输过程和核心算法的可行性和完备性,为实用研发奠定了坚实的理论基础。     

基于无线网络的电能质量监测与管理系统的设计

为了更好地解决电力系统中电能质量监测数据的传输方式选择、加强电力用户与管理部门之间的信息共享问题,提出了一种基于无线网络的电能质量监测与管理系统,通过新颖的电力线载波方式传输和传统的电能质量数据采集器相结合的监测终端、用户信息管理子系统,实现了通过无线网络通信将数据信息传输到远程监控中心,以及电力用户与远程监控中心信息共享,可查询相关数据信息.该系统符合电力系统电能质量监测的各项要求,并能很好地提高经济效益.     

基于物联网的网络控制器设计

针对物联网系统中多样性通信网络导致的信息割裂问题,设计了一种基于物联网的网络控制器.该网络控制器是通过无线传感器网络汇集不同终端的数据,并将这些数据与传统通信网络进行连接传输,构建一个统一管理的物联网系统,进而形成了多样通信网络的统一性.根据系统实现方案,在硬件、软件设计的基础上搭建了系统实验测试平台,实验结果表明,所设计的网络控制器能够实现不同网络之间的数据传送和协议转换,且具有良好的数据传输性能.     

基于泛在电力物联网的二次设备全景信息感知系统设计

泛在电力物联网(UPIoT)是2019年国家电网公司提出的在电力系统各个环节中应用移动互联、人工智能等先进技术,实现万物互联、人机交互的全景信息高效处理网络系统.文章通过分析并设计具有中国特色的基于泛在电力物联网的二次设备全景信息感知系统,从而为下一代二次系统的升级改造提供必要的大数据和信息载体,探索了其应用于变电二次专业大数据应用与分析的可行性,为实现"碳达峰、碳中和"提供更为精准的能源调配信息系统.     

基于自然语言处理和互信息的电力物联网技术协同创新研究

电力物联网建设尚处于起步阶段,为寻找关键技术突破点和创新路径提出基于自然语言处理和互信息的电力物联网技术协同创新研究方法.从电力系统和物联网两个方面将电力物联网划分为8个技术子领域,包括电力"源-网-荷-储"以及物联网感知层、网络层、计算层、应用层,并收集与子领域相关的Web of Science文献数据.基于自然语言...     

遵循IEC 61850的新型网络化电力远动系统

电力远动信息的网络化传输成为发展的必然趋势,现有远动规约已经难以满足新一代网络化电力远动系统在信息传输速度与自由度等方面的更高要求。通过对IEC 61850标准内涵的深入分析,提出了变电站与调度中心之间采用IEC 61850进行电力远动信息实时传输的方法,并以此为基础开发了一个新型电力远动系统,通过了在某地区电网进行的工业现场试验。     

专栏评述：泛在电力物联网

随着新能源和储能技术的进步、“云、大、物、移、智、链”等互联网技术的应用,电力系统正逐步向以“横向能源互补,纵向源–网–荷–储协调”为主要特征的综合能源系统进一步发展,同时,电力零售市场开放,社会资本进入配售环节,用户选择性增强,使得电网公司将以产品为中心的传统能源供给模式逐步转变为以客户为中心的新型能源服务模式。为了应对挑战,国家电网有限公司提出了“三型两网”的战略目标,泛在电力物联网（Electrical Internet of Things,EloT）是落实该战略目标、建设能源互联网的主要内容和重要支撑,对促进国家能源结构变革、实现源–网–荷–储的智能协调优化、提升用户用能体验起到至关重要的作用。 EIoT充分运用云计算、人工智能、大数据、物联网等互联网技术,将发电企业、电网公司、售电公司、电力用户和相关设备连接起来,实现了电力系统各环节万物互联、人机智慧交互,具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的特点。其中,电网公司发挥枢纽与平台作用,生成覆盖能源生产、传输、交易、消费各个环节共享的电力大数据。在中国已开展的电力物联网建设涉及2.4万个系统节点（110 kV及以上）、1 200万套高压计量设备、0.8亿台配网终端和故障指示器、4.7亿台电能表,目前采集数据日增量已达60 TB。EIoT的系统架构主要分为感知层、网络层、平台层和应用层等四层架构,如图1所示。其中：感知层是EIoT的物理基础,使用智能电表等一系列数据采集装置对电力系统的各个环节进行数据采集;网络层通过5G等新技术实现电力大数据的高效传递;平台层将数据进行统一汇集管理,打破各环节的数据壁垒;应用层则协同综合能源服务体系的建设,向系统主体提供更加智能化、人性化的电力普遍服务,体现信息价值。 基于此背景,依托2019年“四川大学泛在电力物联网研究中心”的成立,发起了泛在电力物联网专栏。专栏邀请了多位国内外同行撰写稿件,由期刊编辑部组织论文审稿,经严格审稿、修改等环节,最终录用发表了7篇学术论文,作者分别来自四川大学、上海交通大学、厦门大学、湖北工业大学、国网眉山供电公司、国网淮安供电公司、国网郑州供电公司、国网厦门供电公司等单位。其中：刘东等介绍了国内外先进虚拟电厂的发展状况,全面阐述虚拟电厂在协调控制、优化调度、参与电力市场交易三个方面的研究现状,指出泛在电力物联网下虚拟电厂的关键技术问题与发展前景。李华强等考虑能源互联网与综合能源服务的协同发展,从市场组织形式、服务商业模式和数据业务化三个角度出发,构建了能源互联网与综合能源服务协同发展的市场运营模式。肖先勇等采用多粒度属性与知识发现方法对泛在电能质量检测数据进行分析挖掘,实现了电压暂降产生原因的识别、传播规律刻画和影响程度评估等不同层面的知识规则提取。刘继春等基于社会发展、电动汽车规模、充电桩数量、建设成本等多维因素,并综合考虑充电服务网在泛在电力物联网定位及多主体关系,建立了充电服务费定价的系统动力学模型,得到充电服务费价格未来的变化趋势,并分析了不同因素对充电服务费价格的影响,为未来充电服务网运营与规划提供了参考。周步祥等研究了一种基于假设检验的快速事件检测算法,对智能电表采集到的总功率信号进行分析建模,进而实现了开关事件的精确识别,解决了传统非侵入式负荷监测数据处理量大、涵盖面不全、鲁棒性差的问题。孟超等提出了多站融合模式下变电站、数据中心站与储能电站协同运行架构体系,建立了融合站协同优化与数据迁移调度模型,并给出了降低数据处理成本和电力成本的方案。汪繁荣等研究了一种负荷分解方法,显著提高了对负荷特性信息的挖掘能力和分解辨识能力,解决了传统非侵入式负荷监测与分解方法耗时长、辨识精度低的问 题,将对用电设备运行状态辨识准确率提高至86%。 专栏所发表的7篇论文分别采用理论分析、模型建立、数值计算以及综述介绍等方式对泛在电力物联网的相关问题进行了研究,所提出的技术方法有较好的参考价值。但由于泛在电力物联网是一个超大型系统,所涉及的问题众多且极为复杂,还有更多值得研究或探讨的问题并未在本专栏中体现,例如,全面智能感知技术、面向电力物联网的信息传输及信息安全技术、在电力物联网背景下的新型商业模式的探讨等。     

电力线物联网系统数据链路层协议

为了提高由电力传输线构建的物联网传输数据的效率,设计出一种适用于电力线物联网的数据链路层通信协议。该协议包含新型帧结构及一套符合CENELEC EN560065-1等规范的数据传输时序,除去了现有电力线通信协议帧结构中网络层路由计数器、传输层协议控制信息等复杂的部分,使基于电力传输线物联网的各节点在数据采集过程中避免节点发生碰撞,在多重噪声干扰的环境中得以可靠通信。运用C语言编程实现该协议内容,并通过搭建实物电路进行1万次实验验证,结果表明,该协议可保证同变压器下的可靠通信,将电力线物联网系统中数据传输的正确率从协议使用前提高了1%。     

物联网技术在输变电设备状态监测中的应用

智能电网是物联网应用的最重要领域之一.在分析物联网概念及研究热点的基础上,初步探讨物联网在智能电网中输变电设备在线监测、电动汽车和智能家居的应用前景,以输变电设备智能监测、状态评估和全寿命周期管理为背景,提出包括智能感知层、数据通信层、信息整合层和智能应用层的输变电设备物联网体系架构,并详细探讨体系架构中所涉及到的若干关键技术,主要包括一体化智能监测装置、编码和标识体系、通信技术、全景信息建模、信息处理技术、全寿命周期管理、安全威胁与措施以及标准化,指出这些技术的研究方向和存在问题.     

电力基础设施网络系统级联故障仿真模型研究

通过网电攻击电力自动化控制系统而破坏其物理设施已成为削弱国家战争潜力的重要方式。随着下一代智能电网的建立、物联网的形成和信息体系的完善,复杂的控制网络系统将面对更多的网电攻击威胁。从典型电力基础设施网络的信息物理强耦合系统建模研究出发,设计了模型的主要框架结构和关键算法,对日益突显的网电攻击而引起物理级联毁伤效果的分析评估研究提供了理论参考依据。     

物联网技术及其对产业和社会的影响

物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮,是未来网络技术的发展趋势。本文介绍了物联网的核心技术,阐述了物联网的普及将对产业及社会生活产生的影响,讨论了制约物联网发展的几个因素。     

互联网、物联网视角下的党政信息管理问题研究

互联网、物联网彻底颠覆了传统信息产生、传播的方式和渠道,对党政信息管理产生巨大影响。文章从回顾我国党政信息管理的历程入手,剖析互联网、物联网时代党政信息管理面临的挑战,提出了推进党政信息管理科学化、规范化的路径。     

基于ES0191的电力线物联网控制平台

为了确保由电力传输线构建的物联网能够有效地传输数据,设计出一种基于ES0191的电力线物联网控制平台。设计采用微处理器及辅助电路,并配置有通信控制软件,还特别开发了新型帧数据结构,使基于电力传输线物联网的各节点成为对等节点,在数据采集过程中避免节点发生碰撞,从而实现多重噪声干扰环境下的通信。实验证明,在实际生活场景和生产场景中,所设计的控制平台能够保证在100m范围内可靠通信。     

物联网智能网关研究

利用物联网智能网关实现了相关设备的控制和通信。物联网智能网关主动接收终端节点（实际工作环境）和控制终端（计算机终端和智能手机终端）的信息,对数据信息进行处理和显示。根据配置定时将接收到的信息同时发送给计算机终端和智能手机终端,计算机终端和手机终端根据智能网关传送来的数据进行处理和显示,发出控制信息给智能网关。     

物联网环境下城市交通应急策略研究

随着城市车辆越来越多,交通拥堵现象日益严重,特别是当发生交通事故时,路况信息无法及时发布出去,使得本来已经很拥堵的路段上交通状况变得更加糟糕。随着科技的不断进步,在城市交通管理方面,物联网技术正蓬勃发展,交通拥堵状况在不断的得到改善。给出了度量交通状况的数学模型;然后,介绍了物联网技术在交通方面的发展;最后,在物联网环境下,给出了几种不同情形时城市交通应急策略。