关于PoE(以太网供电)的7个疑问

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随着无线技术的到来,以太网供电(PoE )似乎是一项过时的技术。事实并非如此。以太网供电通过一根网线为VoIP电话、IP摄像机和AP等设备供电方面发挥了重要作用。

随着PoE技术的普及,IEEE 8023af/at标准被普遍采用,成为智能建筑领域联网供电的理想选择。尽管PoE技术已经取得了显著的进步,但对技术的怀疑至今仍然存在。让我们来看看其中最常见的几个。

PoE技术

一、PoE不可靠?

相反,PoE技术是完全可靠的。依靠众所周知的以太网技术,IT团队可以很容易地在其现有网络中更新PoE技术。你唯一需要做的就是像往常一样布线,PoE设备将负责电力输送。第二,通过电源可管理性和电池备份,PoE可以防止断电。

PoE的主要特点之一就是灵活性。PoE可以在任何需要的地方使用,因为这种技术不需要插座连接,特别适用于无线AP和IP摄像机。

二、PoE不具有成本效益?

有很多变数可能会影响这个问题的答案。但实际上实施PoE很可能会使整个项目的成本降低。

首先,使用PoE不需要单独的供电线路。也就是说,安装人工成本将大大降低,因为不需要雇用有执照的电工来进行安装。

第二,PoE系统便于维护。用户可以使其在夜间自动关闭,并远程重置,从服务器、打印机、集线器和交换机等网络设备收集相关信息,通过简单网络管理协议(SNMP)进行有效管理。

第三,PoE实现了网络改进,进一步降低了成本。有了PoE,你可以将网络设备如IP摄像机或传感器安装在远离电网的地方,而不需要更多的交流电源线。

最后,PoE系统可以连接到一个不间断电源(UPS)。这一事实意味着,即使常规电力服务中断,也能保证关键任务系统获得持续的电力供应。

三、PoE功率有限?

随着基于PoE供电的物联网网络的广泛扩展,越来越多的耗电设备诞生了。不幸的是,PoE标准如IEEE 8023at,只适用于通过以太网提供最高30W功率的低功率设备。而有些大功率设备需要由60/90W的功率驱动。可喜的是,最新标准IEEE 8023bt 允许最大90W的功率输出。

另外,半导体行业正在积极推动降低单个晶体管的功耗,这使得集成设备制造商(IDM)可以用更少的功率完成更多的工作。因此,该行业有更多的功率预算可用于PD,以及只需要更少的功率来做更多的工作的PD。

在考虑使用离线电源及其所有附带的成本之前,工程师们现在有更大的电源预算可以使用。考虑到这些事实,可以准确地说,PoE可以满足更多的应用要求。

四、PoE不适合建筑领域安装部署?

相反,它正在改造智能建筑。曾经有一段时间,PoE主要用于VoIP电话和IP摄像机。然而,PoE技术已经发展到现在用于启用众多设备,包括以人为本的照明、传感器、资产跟踪、访问控制等等。

作为PoE技术领先企业,优特普公司研发了丰富的PoE交换机、PoE供电器、PoE分离器等产品,并于近期最新推出了PoE数字网电扩展坞(UPD3303-PDD-PQ65), 它结合了PoE功能(支持90W PoE++输入),兼容USB Type-C和Type-A笔记本电脑及移动设备,让PoE能应用于更多终端设备。

五、PoE不适合物联网应用?

随着物联网(IoT)规模的扩大,PoE应用不断增加。物联网终端设备数量也逐年增加。其中,许多智能传感器只使用少量的电力,但必须与互联网连接。今天虽然很多情况下是通过无线协议提供IP地址,但也必须使用本地网关进行连接,该网关很可能是使用有线以太网连接互联网。给这些本地网关增加PoE是一个低成本的选择。无线AP需要电源,通常由主电池(需要更换)或离线电源(需要AC-DC转换器)提供。使用PoE可以消除对原电池、离线电源和无线连接的依赖。物联网安全始终是一个问题,这与无线连接密切相关。有线以太网连接将大大减少这些担忧,因为它需要对终端进行物理访问。

最后,PoE是可靠和稳定的,不存在射频干扰或需要重新发送数据包等问题。

六、PoE功耗很大?

例如,IEEE 8023bt标准要求如下:

90W的功率必须通过电缆内的所有四个双绞线来传输。

最大的电缆长度为100米。

在只使用两个双绞线的情况下,最大的直流回路电阻不应超过125欧姆。

要使用Cat5或更高规格的电缆。

只要满足这些规格,功耗将不是一个问题。

七、新的PoE标准需要更换新的硬件?

IEEE 8023bt向后兼容IEEE 8023af(1295W)和IEEE 8023at(255W),并允许支持PoE标准的设备在同一网络中共存。因此,现有网络上的PSE和PD设备不需要更新。

结论

作为一种安全可靠的电源,以太网供电技术与物联网设备的发展同步进行。有了最新的IEEE 8023bt标准,就有了更高的功率、更有效的传输和向后的兼容性。

总体规模和市场份额均位居全球前列,整体发展态势良好。

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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。

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1、中国电力科学研究院信息与通信研究所待遇挺不错的,其中福利较好。实习生每月工资3000元左右,转正后年薪一般在10万元以上,个人收入的高低与本人完成的项目量(工作业绩)有关。
2、中国电力科学研究院信息与通信研究所是国内专业从事电力通信技术(含电力特种光缆技术)、电力信息技术(含信息安全技术)、电力安全与应急管理技术、电力信息通信应用技术的一流科研与检测实验机构,是国家电网公司核心技术支撑单位,是国家电网公司在该领域的研究开发中心、技术服务中心、试验检测中心、培训服务中心。是全国能源行业电力应急技术标准化技术委员会挂靠单位。
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5、中国电力科学研究院信息与通信研究所将加强基础性前瞻性技术、重大共性关键技术研究,加强公司核心业务的技术支撑和服务,加强试验检测工作;充分发挥信息通信与智能电网紧密融合的优势,开展信息通信技术创新研究,解决智能电网建设中信息通信的关键技术,力争在公司科技创新体系中发挥骨干和引领作用,把信息通信研究所建设成为国际一流的电力信息通信技术研究机构,目前待遇挺不错的。

什么是“泛在电力物联网”?要建一个什么样的泛在电力物联网?

01

为什么要建泛在电力物联网?

国家电网公司在2019年两会报告中提出建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础是要建设运营好“两网”,这里所说“两网”分别是“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。泛在电力物联网这个名词首次出现在国家电网公司的两会报告中,成为和坚强智能电网相提并论的重点工作。

首先来看国网2019年1号文件是怎么说的:在2019年1月13日发布的国家电网有限公司2019年1号文件中,排在年度重点工作首位的就是:推动电网与互联网深度融合,着力构建能源互联网。具体内容是:“持之以恒地建设运营好以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网……。充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网,为电网安全经济运行、提高经营绩效、改善服务质量,以及培育发展战略性新兴产业,提供强有力的数据资源支撑。承载电力流的坚强智能电网与承载数据流的泛在电力物联网,相辅相成、融合发展,形成强大的价值创造平台,共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。”

可以认为一号文件中对泛在电力物联网的定义以及在能源换联网中的重要地位作出了明确地官方解释。一号文件的重点工作之二是:培育壮大发展新动能,创新能源互联网业态。其具体内容是:研究探索利用变电站资源建设运营充换电(储能)站和数据中心站的新模式,积极推动公司通信光纤网络、无线专网和电力杆塔商业化运营,拓展服务客户新空间。大力开拓电动汽车、电子商务、智能芯片、储能、综合能源服务等新兴业务,促进新兴业务和电网业务互利共生、协同发展。一号文件的重点工作之三是:扩大开放合作共享,打造能源互联网生态圈。具体内容是:充分利用电网数据、技术、标准优势,加强与新经济和互联网企业合作,积极参与新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等新兴业务领域的开拓建设,加快构建围绕能源互联网发展的产业链、生态圈。

从一号文件中可以看出国网未来将通过建设电力互联网发展与互联网经济相关的新业态,包括新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等新业务。非传统领域的新业态已经和传统电网业务处于同等重要的地位,实际上,所谓所谓新能源、智能家居、智慧城市,都可以被囊括进“泛在电力物联网”。总地来看,“坚强智能电网”仍是国网业务的基本盘,坐稳输-变-配-用-售环节的既定业务范围,在增量配网试点和配售电侧改革不断深入的背景下坚守传统阵地,抵御“外部的野蛮人”,是国网今后工作的“拿分项”;而在国有企业改革走向深水区,电改大势倒逼,国网新一代领导层逐步稳定之际,提出“泛在电力物联网”概念,则是主动出击开拓新方向的求变之举,是国网今后工作的“发力点”。

国网内部对于公司发展和业务调整,有一定的共识和紧迫感,主要集中于以下几个方面:一是随着新能源发电占比升高,电网形态日趋复杂,电力潮流和电网故障演化机理不断由可预见向难以预见演变,这对电网的安全稳定运行提出了更高要求;二是电改推进、政府及社会对电价下调的要求,导致企业经营面临瓶颈;三是在互联网经济与数字经济的蓬勃发展下,社会经济形态发生着深刻变化,在改革即将进入深水区之际,如果没有做好未来这几年的发展转型,通信运营商现在面临的困境可能就是国网的明天。而借着“泛在电力物联网”的东风,继续在传统强电部门深耕,加强信息化,还是着力发展电动汽车、综合能源服务等新业务,需要一个有力的规划纲领作为指导。

02

什么是“泛在电力物联网”?要建一个什么样的泛在电力物联网?

物联网的概念由 MIT 的 Kevin Ashton在1998年首次提及,他指出将
RFID技术和其他传感器技术应用到日常物品中构造一个物联网。紧接着的第二年由 Kevin Ashton 带头建立的 Auto-ID center
对物联网的应用进行了更为清晰的描述:依靠全球 RFID 标签无线接入互联网,使得从剃须刀到欧元纸币再到汽车轮胎等数百万计的物品能够被持续地跟踪和审计。

电力行业对“物联网”的理解是:物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统。其实质是实现各种信息传感设备与通信信息资源的(互联网、电信网甚至电力通信专网)结合,从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。实体之间的协同和互动,使得有关物体相互感知和反馈控制,形成一个更加智能的电力生产、生活体系。从而衍生出泛在智能电网——基于通信技术的全业务泛在电力物联网-泛在电力物联网概念。

各国在建设现代电网的过程中都用到了物联网,但对其应用的侧重点则各有不同。在欧洲,提升供电安全性、节能减排、发展低碳经济是各国积极发展智能电网的主要原因,在这种驱动力下,欧洲电力行业对物联网的应用更倾向于清洁能源和环保方向;在日本,可再生能源接入、节能降耗和需求响应是日本发展智能电网的主要驱动力,日本电力行业对于物联网的应用主要在于对新能源发电监控和预测、智能电表计量、微网系统监控等领域;在中国,物联网技术为提高电网效率、供电可靠性提供了技术支撑,RFID技术、各类传感器、定位技术、图像获取技术等使仓库管理、变电站监控、抢修定位与调度、巡检定位、故障识别等业务实现灵活、高效、可靠的智能化应用。

目前国网对泛在电力物联网的具体定义还未形成,将传统电力生产、传输、消费的所有环节信息化,都可以称为泛在电力物联网。就目前国网的技术储备而言,增强电网的感知、通信、计算和分析能力,是其可预见的发展方向。2018年的国网信通工作会议上就提出了“打造全业务泛在电力物联网,建设智慧企业,引领具有卓越竞争力的世界一流能源互联网企业建设”的工作目标,并提出了建设国网-电力物联网SG-eIoT
(electric Internet of Things)的技术规划。预计将综合运用“大云物移智”等信通新技术,与新一代电力系统相
互渗透和深度融合,实时在线连接能源电力生产和消费各环节的人、机、物,全面承载并贯通电网生产运行、企业经营管理和对外客服服务等业务。在终端层表现为万物互联的连接能力,在网络层表现为无处不在、无时不有的通信能力,在平台层表现为对全景设备和数据的管控能力。在2018年国网信通工作会议上制定的规划来看,整个“SG-eIoT”系统在技术上将分为终端、网络、平台、运维、安全等五大体系,打通输电业务、变电业务、配电业务、用电业务、经营管理等五大业务场景,通过统一的物联网平台来接入各业务板块的智能物联设备,制订各类电力终端接入系统的统一信道、数据模型、接入方式,以实现各类终端设备的即插即用。

有意思的是,国网一直以来虽然没有明确喊出电力物联网的口号,却已经有了相当的技术积累。国网的信息化水平近年来也不断提升,目前国网系统接入的终端设备超过5亿只(其中47亿只电表,各类保护、采集、控制设备几千万台),规划到2030年,接入SG-eIoT系统的设备数量将达到20亿,整个泛在电力物联网将是接入设备最大的物联网生态圈;经过D5000、调控云等系统改造和升级,国调中心在电网观测、控制水平已经称得上世界先进,输电网基本做到可观、可控、能控、在控;各地配电自动化系统建设也在推进当中,规划到2020年完成全网95%的配电自动化覆盖率,各种在线监测、智能预警系统比比皆是;基于PMS20系统,主要设备的全生命周期管理在近两年内也能基本完成;通信网络建设如火如荼,无线专网、保护专网陆续上马;国网智慧车联网平台目前已经连接全社会80%的公共充电桩以及4万多辆电动汽车。想要在近年内交一份能够写出足够多亮点的成绩单,问题应该不大。

笔者认为,国家电网作为世界五百强第2的旗帜性央企,应该有更高要求拿出真正的可以定义行业发展方向的技术方案,要么具备成熟的、可复制的海外技术输出能力,被海外能源企业接纳,例如华为通信解决方案,支付宝/微信移动支付;要么具备强烈提升用户体验、能直接让用户感受代际差异的新服务水平,如高铁。就供电可靠性、电网安全稳定性等方面而言,进一步提升的空间和产生的社会效应都已有限。泛在电力物联网应该向着智慧小区/智慧城市整体能源解决方案、智慧交通整体能源供给方案、智慧能源套餐及交易模式、用户能效分析及用户画像、智能家居与用能管理等方面延伸。虽然国家电网是国内每年电气专业研究生就业的首选单位,是每年获取专利数最多的企业,甚至超越了华为,但国家电网作为一家科技公司的形象在公众心中依然没有建立起来,电力用户期待获得更多的知情权和参与感,例如得到用电诊断、科学用电方案、差异化电价信息等增值服务。在前有堵截后有追兵的行业背景下,要“建成世界一流的能源互联网企业”,只有深刻改变用户习惯,才能进一步赢得发展的先机。

03

建设泛在电力物联网应规划先行

一般情况下,抛出一个战略性概念后,国网公司会在组织机构、科技研发、重点工程等方面共同发力,并使之成为今后3-5年的主要方向。按以往规律,国网的新概念往往由相关利益部门主张并提出,上升形成公司战略后由原提出部门出主力班底进行战略规划、科研投入和工程运作。新战略的实施情况,有时受制于公司其他利益部门对该战略的支持和配合力度。国网领导班子对新成立部门的支持力度、其他利益部门对新成立部门的配合力度往往关系着新战略的整体推进效果。相对于我国政府和企业过往一些实施相对成功的战略,国网的风格还有些遵循丛林法则,主要由强势部门和地方公司利益驱动,在领导层取得首肯后立即上马项目,一定程度上缺乏规划引领的顶层设计,导致重复建设、技术路线多样,虽然每年都涌现出数量众多“世界一流”的技术或工程,却难以形成合力,在国际上和社会上缺乏“中国高铁”这样的名片技术。

物联网技术虽然在电网有着广阔的应用和前景,但也面临一些发展问题。从技术上来看,感知层的传感器数据准确性、传感器在复杂环境下的故障率、数据传输的及时性、无线传输的安全性等都是亟待解决的问题。受到可靠性、成本、原有管理制度等多种因素的制约,物联网产业一直推进缓慢。制定合理的长期规划,对指导物联网在电网发展具有重要意义。

因此,国网应组织科研单位牵头,遵循目标导向,按照我国不同地区电网技术基础及资源禀赋,设定泛在电力物联网近期目标及中长期技术规划,尽快明确重点项目及技术攻关方向,集中力量突破既定关键技术。此外,利用好自身科研人才和科研力量,必要时与外部企业及科研力量联合,突破传统电力生产-科研-设备研发利益窠臼,走出电网成熟技术的舒适区,从微创新转变为模式创新,真正成长为具备全球影响、全民感受的科技巨头。


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