一、现状及形势
(一)发展现状
目前,我国物联网发展与全球同处于起步阶段,初步具备了一定的技术、产业和应用基础,呈现出良好的发展态势。
产业发展初具基础。无线射频识别(RFID)产业市场规模超过100亿元,其中低频和高频RFID相对成熟。全国有1600多家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用,年产量达24亿只,市场规模超过900亿元,其中, 微机电系统(MEMS)传感器市场规模超过150亿元;通信设备制造业具有较强的国际竞争力。建成全球最大、技术先进的公共通信网和互联网。机器到机器(M2M)终端数量接近1000万,形成全球最大的M2M市场之一。据不完全统计,我国2010年物联网市场规模接近2000亿元。
技术研发和标准研制取得突破。我国在芯片、通信协议、网络管理、协同处理、智能计算等领域开展了多年技术攻关,已取得许多成果。在传感器网络接口、标识、安全、传感器网络与通信网融合、物联网体系架构等方面相关技术标准的研究取得进展,成为国际标准化组织(ISO)传感器网络标准工作组(WG7)的主导国之一。2010年,我国主导提出的传感器网络协同信息处理国际标准获正式立项,同年,我国企业研制出全球首颗二维码解码芯片,研发了具有国际先进水平的光纤传感器,TD-LTE技术正在开展规模技术试验。
应用推广初见成效。目前,我国物联网在安防、电力、交通、物流、医疗、环保等领域已经得到应用,且应用模式正日趋成熟。在安防领域,视频监控、周界防入侵等应用已取得良好效果;在电力行业,远程抄表、输变电监测等应用正在逐步拓展;在交通领域,路网监测、车辆管理和调度等应用正在发挥积极作用;在物流领域,物品仓储、运输、监测应用广泛推广;在医疗领域,个人健康监护、远程医疗等应用日趋成熟。除此之外,物联网在环境监测、市政设施监控、楼宇节能、食品药品溯源等方面也开展了广泛的应用。
尽管我国物联网在产业发展、技术研发、标准研制和应用拓展等领域已经取得了一些进展,但应清醒的认识到,我国物联网发展还存在一系列瓶颈和制约因素。主要表现在以下几个方面:核心技术和高端产品与国外差距较大,高端综合集成服务能力不强,缺乏骨干龙头企业,应用水平较低,且规模化应用少,信息安全方面存在隐患等。
(二)面临形势
“十二五”时期是我国物联网由起步发展进入规模发展的阶段,机遇与挑战并存。
国际竞争日趋激烈。美国已将物联网上升为国家创新战略的重点之一;欧盟制定了促进物联网发展的14点行动计划;日本的 U-Japan计划将物联网作为四项重点战略领域之一;韩国的 IT839战略将物联网作为三大基础建设重点之一。发达国家一方面加大力度发展传感器节点核心芯片、嵌入式 *** 作系统、智能计算等核心技术,另一方面加快标准制定和产业化进程,谋求在未来物联网的大规模发展及国际竞争中占据有利位置。
创新驱动日益明显。物联网是我国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。
应用需求不断拓宽。在“十二五”期间,我国将以加快转变经济发展方式为主线,更加注重经济质量和人民生活水平的提高,亟需采用包括物联网在内的新一代信息技术改造升级传统产业,提升传统产业的发展质量和效益,提高社会管理、公共服务和家居生活智能化水平。巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。
产业环境持续优化。党中央和国务院高度重视物联网发展,明确指出要加快推动物联网技术研发和应用示范;大部分地区将物联网作为发展重点,出台了相应的发展规划和行动计划,许多行业部门将物联网应用作为推动本行业发展的重点工作加以支持。随着国家和地方一系列产业支持政策的出台,社会对物联网的认知程度日益提升,物联网正在逐步成为社会资金投资的热点,发展环境不断优化。物联网的发展前景很不错,具体如下:
1更安全的保护措施。在新技术出现之初,它的技术力量几乎都集中在创新上,导致监管水平低下,这就使业界的兴奋、激进和政策、监管的滞后常常形成鲜明的对比。由于物联网设备和基础设施的价格下降,企业在物联网设备上的应用也越来越普遍,这种创新和应用一旦普及,各种新技术的风险也突显出来。
2更普遍使用智能消费品设备。IoT所覆盖的行业人群广泛,从智慧交通、智能物流、医疗、农业、能源等行业应用,到私人智能家居、个人、智能汽车等应用,无论是降低成本,还是提高中国居民的生活质量,都将是中国居民生活质量的巨大提升。
总体规模和市场份额均位居全球前列,整体发展态势良好。
《“十四五”现代能源体系规划》提出,创新电网结构形态和运行模式,加快构建现代能源体系。加快配电网改造升级,推动智能配电网建设,提高配电网接纳新能源和多元化负荷的承载力和灵活性。积极发展以消纳新能源为主的智能微电网,实现与大电网兼容互补。
未来随着全球能源环境的变化,环保要求日益严格,电力企业需要更加注重节能减排,以及发展清洁能源,如风能、太阳能等。另一方面,随着智能电网和新能源技术的发展,电力企业需要更加注重科技创新和数字化转型,以提高效率和竞争力。
当今中国的电力企业正逐渐向数字化转型,数字孪生电网是数字化转型中的一个重要趋势之一。通过对虚拟对象或过程进行模拟、分析和优化,以提高现实世界中的效率和质量。电力企业的生产过程中涉及大量的设备,设备数字孪生可以通过虚拟仿真的方式,对设备的运行情况、性能参数、故障检测等进行实时监测和预测。通过设备数字孪生,电力企业可以实现对设备的远程管理和控制,减少人为干预和运行停顿的可能性,并实现对电力需求和供应的实时监控和调节,提高供电可靠性和能源利用效率。
为传统发电厂的控制管理,调度升级等业务功能做可视化转型,提供智慧虚拟电厂负控可视化解决方案。图形引擎强大的渲染功能、高性能的 WebGL 技术,多维度、实时的、动态呈现虚拟电厂接入的各类负荷资源运行实时状态与技术参数变化趋势;展示虚拟电厂运营调度过程以及评估指标信息展示虚拟电厂各类负荷资源技术参数变化趋势,以可视化技术全面支撑虚拟电厂经营决策。
上述得负控管理系统是一个着眼于全面加强电力信息管理的,集负荷控制、远程抄表、电量数据分析和监测以及电力营销管理等多种功能于一体的综合性分析与处理系统。数字孪生技术利用大数据、云计算、人工智能等数字技术对分布式资源物理实体的特征、行为、过程和性能等进行虚拟建模,是实现虚拟电厂、负荷系统运行优化的理想途径。
未来能源企业需要更加注重绿色低碳发展,以满足市场需求和政府要求。智能电网和新能源技术的发展将促进电力企业数字化转型,提高生产效率和服务水平建立多元化的能源供应链,以适应市场需求和应对风险。
再以变电站日常维护来说:需要大量的巡检人员对设备进行检查,不仅效率低下也十分危险,且高温、暴雨、大雾等严酷天气频发,为人工巡检带来许多阻碍。
配合户外巡视机器人的智能巡检系统代替人工巡视,实现变电站的自主监测、监控预警和数据远程集控管理,使得巡检更安全、更精益且更及时。通过智能的巡检系统,根据报警设备发出报警信息,第一时间到达目标位置,能够实时查看巡检视频及报警信息,工作人员可及时知晓并作出相应的处理。智能巡检的运用,不仅提高了工作效率,减轻运维人员劳动强度,降低运维成本,同时,有效提高了无人值守变电站的安全监控管理。
数字孪生和数字化技术在电力企业中的应用,可以实现对设备、电网和运营管理等方面的优化和提升,提高生产效率和质量,降低成本和风险,进而实现电力企业的可持续发展。通过Hightopo三维虚拟仿真的变压器组装动画,介绍变压器设备的工作原理以及装配过程,直观展示变压器主要部件的构成及安装位置,配以文字说明介绍其主要特性,逼真且具有科技感带入。由 HT 自主研发的这套 3D 可视化系统,可作为变压器现场安装及维护工作的仿真培训资料,高效而又灵便的实现新员工的变压器工作原理教学。
三维可视化系统将多种复杂的管理系统信息聚集在虚拟仿真环境下,搭建电力环境全场景的呈现,通过智能数据分析,人工智能巡检、实时监控告警等功能的结合,使运维人员更高效的集中监控管理,有效减少电力系统负面安全影响和经济损失,而且能够为变电站进一步的智能化做好积极准备,实现站内设备连续性数据统计,揭示数据规律变化,深度挖掘数据,并科学精准地安排运维工作。
通过3D可视化,将变电站的整体结构、设备分布情况进行立体化呈现,同时提供鸟瞰、漫游、自动巡检等多种演示方式,满足多样化展示需求,可以将真实环境形象逼真的展现在眼前。
实现对变电站管理规模的扩大化、管理工具的多样化、管理信息和管理数据的海量化展示,助力变电站多维数据的深度挖掘及智能分析。
将生产实际业务无缝融合到平台中,使得对日常的管理工作做到标准化、精细化、自动化,实现企业智能化、专业化管理。
同事,在新型电力系统下,电网运行逐渐呈现智能化、数字化的特点。发展“源网荷储一体化”运行急需“云大物移智链边”其中的云计算、大数据、电力物联网、边缘计算等技术手段,让电网系统配备拥有海量数据处理分析、高度智能化决策等能力的云端解决方案。从而实现各类能源资源整合、打通能源多环节间的壁垒,让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。
物联网在智能电网中的应用主要包括:(1) 设备状态监测。利用物联网技术对常规机组、水电站坝体、新 能源发电、电力设备进行状态监测,提高一次设备的感知能力。(2) 电力生产管理。利用物联网技术实现调度指挥中心与现场作业 人员的实时互动、电力巡检管理以及重要杆塔的实时监测和防护。(3) 电力资产全寿命周期管理。将射频识别和标识编码系统应用于 电力设备,进行资产身份管理、资产状态监测以及资产全寿命周期管 理,实现自动识别目标对象并获取数据。(4) 智能用电。利用物联网技术有助于实现智能用电双向交互服 务、用电信息采集、家居智能化、家庭能效管理、分布式电源接入以及 电动汽车充放电,为实现用户与电网的双向互动、提高供电可靠性与用 电效率,以及节能减排提供技术保障。该培训计划内容如下:1、物联网基础知识:介绍物联网的基本概念、技术架构、应用场景等,帮助学员了解物联网的基本原理和应用。
2、电力物联网应用:介绍电力物联网在电力生产、输配电、用电管理等方面的应用,帮助学员了解电力物联网的应用场景和实际应用。
3、物联网技术:介绍物联网相关的技术,包括传感器技术、无线通信技术、云计算技术等,帮助学员了解物联网技术的基本原理和应用。
4、数据分析与处理:介绍数据分析与处理的基本方法和工具,帮助学员了解如何对物联网产生的大量数据进行分析和处理。
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