Implementation of Machine-to-Machine Solutions Using MQTT Protocol in Internet of Things (IoT) Environment to Improve Automation Process for Electrical Distribution Substations in Colombia

In order to incorporate smart elements into distribution networks at ITELCA laboratories in Bogotá-Colombia, a Machine-to-Machine-based solution has been developed. This solution aids in the process of low-cost electrical fault location, which contributes to improving quality of service, particularly by shortening interruption time spans in mid-voltage grids. The implementation makes use of MQTT protocol with an intensive use of Internet of things (IoT) environment which guarantees the following properties within the automation process: Advanced reports and statistics, remote command execution on one or more units (groups of units), detailed monitoring of remote units and custom alarm mechanism and firmware upgrade on one or more units (groups of units). This kind of implementation is the first one in Colombia and it is able to automatically recover from an N-1 fault.

基于物联网技术的建筑电气工程智能照明系统研究

在现代建筑工程中,智能照明系统设计困难的问题备受关注。为此,进行了详细深入的研究。首先,对智能照明系统的架构进行剖析,明确其应包含上位机和无线传感器控制网络两个部分。其次,深入探讨了现有的三种调光模式各自的优劣,经过权衡,确定选用脉冲宽度调制调光技术作为本文的调光技术。接下来,选用ZigBee作为本文的通讯结构,主要是因为它具备延时低、成本低的突出优点。最后,经过谨慎选择,确定了模糊控制的相关技术,将其作为智能照明系统的核心算法。这一系列的研究和决策,旨在提升智能照明系统的性能和效率。

基于物联网的配电站电气节能系统设计

文章设计了一种基于物联网的配电站电气节能系统,分别介绍配电站电气节能系统的硬件设计和软件设计。为验证基于物联网的配电站电气节能系统的有效性,进行实验测试。通过采集节能系统前后的能耗数据,评估节能系统的能效表现,结果表明应用基于物联网的配电站电气节能系统后可以显著提高节能效果。

基于泛在电力物联网的配网用户用电信息安全采集方法

为解决常规配网用户用电信息采集方法性能不佳、用电信息完整性与准确性较差的问题,文中利用泛在电力物联网,提出了一种全新的用电信息安全采集方法。首先,利用电力物联网建立一个稳定、可靠的用电信息数据采集网络,为安全采集工作的开展奠定基础;然后确定数据源,选择用电信息数据采集设备,在用电信息采集网络中应用数据采集设备来实时、准确地获取配网用户的用电信息;最后,采用非对称加密算法对采集到的用电信息进行加密与解密处理,实现用电信息的安全传输与接收。实验结果表明,通过该方法,配网用户用电信息数据丢失率最高不超过0.5%,且相较于传统方法,该方法采集到的用电信息更加完整、准确。

基于直流配电与直流微网的电气节能研究

分布式可再生能源/清洁能源(特别是可再生能源发电)的推广应用,以及用户终端负荷特性的变化(特别是电动车充电),为传统大电网带来了巨大的挑战,能源互联网作为未来可能的能源可持续发展解决方案正逐渐成为研究的热点。鉴于直流配电以及直流微电网的自身优势,必将是微电网、未来能源互联网的重要形式之一,也是电气节能的重要研究方向和发展趋势。本文从工程应用驱动角度,基于能源互联网思维,探讨计及电动车充电的智能建筑、能耗高发展快的数据中心等典型应用的直流微电网方案;此外,还给出了在农业汲水灌溉、海岛/海上油气平台海水淡化等具有广阔应用前景的光伏/风光互补泵站直流微电网方案。为节约能源、降低碳排放、高效利用可再生能源提供技术支撑,为电气节能提供技术支持与工程应用参考。

不同建筑负荷下分布式能源系统优化与政策激励研究

探索优化运行策略和激励机制对分布式供能系统的影响是加快其应用推广,保障其充分发挥效能的重要内容之一。该文首先针对北方某地区办公型建筑和宾馆型建筑夏季负荷需求,构建了一套冷热电三联供(combining cooling,heating and power,CCHP)分布式能源系统三维和二维模型,考虑系统碳排放并引进碳税和电力回购(电力反向卖回电网),构建了以运行费用为目标的分布式能源系统和常规系统分析模型,分析了三维模型和二维模型的差异;并讨论了蓄能系统对分布式能源系统经济性的影响,得出该系统为宾馆型建筑和办公型建筑供能的最优策略;最后对影响分布式能源系统经济性的相关政策和激励进行分析,得出了分别针对办公型建筑和宾馆型建筑的分布式能源系统经济性的气价和碳税激励控制域。

物联网技术的办公楼宇照明节能用电系统

依据现有办公楼宇照明方式的用电特点,以物联网技术为核心,充分利用ZigBee无线传感网络的短距离、低复杂度、低功耗、低速率和低成本的特点,研究设计出基于物联网ZigBee技术的节能照明用电系统,有效地避免了办公楼宇传统用电的管理落后,能源浪费等缺点,改善办公楼宇照明用电系统,实现节能环保。

低碳城市与智能建筑电气

研究了低碳城市与绿色建筑的形成背景,分析了智能建筑电气与低碳城市的关系,并揭示了智能建筑电气中建筑设备监控以节能为中心、信息通信以三网融合与物联网应用为核心以及安全防范以智能处理为重心的三大特征。

物联网在教学楼设备管理系统设计中的应用

本文介绍了物联网的使用特性和发展,并针对当前学校教学楼管理的现状设计了一个基于物联网的教室设备管理系统。该系统使用ZigBee无线通讯技术,将教室的空调和多媒体教学设备联接起来,可以实现管理员远程监控教学楼的电器设备,达到节约能耗和保护教学设备安全使用的目的。

生物医药产业园的电气设计

本文以北京亦庄经济技术开发区生物医药产业园项目的设计为例,阐述了其作为生物医药产业载体的功能设计特点和方法。

基于北斗卫星通信方式与电力104规约结合的智能物联网数据研究与应用

提出利用"北斗卫星导航系统"技术建设智能配网的新方案,基于北斗卫星通信方式的电力104规约数据的智能物联网后台接入系统,能降低运行维护工作的强度,提高工作效率,提高供电可靠性,增进用户精益化管理程度。

泛在电力物联网形势下的主动配电网规划技术综述

泛在电力物联网鼓励各种分布式电源、储能以及电动汽车等大量的新型电力设备接入配电网侧。传统的配电网结构在未来将会出现巨大变化,导致原有的规划技术将难以适用于配电网对于供电安全性与稳定性等指标的要求。基于以上现状,对适用于泛在电力物联网形势下的主动配电网规划技术进行综述。分别从主动配电网中负荷预测与发电预测、选址定容、规划方案多维度评估等方面,阐述了新形势下配电网规划技术可能遇见的难点与挑战,归纳评价了多种复杂理论与优化算法。最后给出了对于新形势下主动配电网规划技术的总结与未来展望。

配变终端边缘节点化及容器化的关键技术和应用场景设计

低压配电网是电力物联网(EPIoT)最核心应用场合,智能低压配电网应实现向电力物联网的自然延伸。为此,现有低压配电网数据采集与自动化系统要发展成云-边缘节点-边缘设备的体系架构,而作为核心边缘节点的配变终端(TTU)必须具备快速迭代能力,以实现新旧多种业务的边缘融合和云边协同。为此,首先对支撑边缘节点的容器技术等关键技术进行了分析;然后提出配变终端边缘节点化和容器化的关键实现技术,包括硬件平台、软件架构、容器部署及交互、容器管理和云边协同等。最后,新增一种提出的低压回路监测终端(CTU),对配变终端新型应用场景进行了设计,从而论证了配变终端边缘节点化和容器化的必要性。

重庆市工程安全监测大数据平台的建设与应用

结合物联网、云计算技术与重庆市大型建筑工程安全监测的发展现状,提出了搭建重庆市工程安全监测大数据平台的总体思路,探讨了分布式数据采集、云环境部署、跨平台开发等平台构建的关键技术,运用开源框架Coolite以及Web+消息中间件+Sqlserver的综合数据交互技术,建成了一套城市大型建构筑物工程安全监测大数据应用服务平台。

综合能源服务站用电管控云平台设计与实现

【目的】综合能源服务站是集加油、加氢、充换电、光伏发电、非油品等业务为一体的“碳中和”智能化综合加能站,其使用电管控平台系统将在未来发挥着越来越重要的作用。本研究主要探讨该系统的一种设计与实现方式。【方法】通过综合运用物联网、数据传输、数据存储等信息技术,可实现综合能源服务站用电管控云平台的数据采集、存储、呈现等功能。【结果】该系统采用分层分级的设计思路,且各层级是由相对独立的组件实体构成,各个部署实体可根据实际需要,实现快速横向扩展,从而减轻该实体的访问压力,以便达到整体性能的可扩展,且能以较低成本来满足初期运行需求。【结论】该设计具有可扩展性高、可靠性高等特点,在高效满足现有需求的同时,为未来功能和性能的扩展留下充分的空间。

民用建筑电气设备状态远程监测与诊断技术

以电气设备故障监测和诊断技术为背景,以传统电气设备状态监测方案为基础,探索一种基于智能测控单元、面向民用建筑电气设备的远程监测与诊断系统,并在实际工程中展开实验。实验表明,远程监测和诊断技术可以方便电气故障的检修与维护工作。

基于物联网分散决策的分布式能源交易运行模式与方法

针对分布式能源的高比例接入将显著增加电网安全运行控制的难度问题,文章提出了一种基于物联网分散决策的分布式能源交易运行模式与方法。首先,构建基于固定销售电价和余量上网电价的用户个体能量管理模型;进而,提出点对点交易运行模式,构建以售电商和所有用户效益最大化为目标、计及分布式能源交易匹配和运行约束的数学模型;最后,针对10个装有分布式光伏和储能用户的算例分析表明,文章提出的模式与方法能够有效缓解大电网的供电压力。

基于物联网的智慧楼宇集散型应急灯自动控制系统

传统应急灯仅可在火灾发生时起到照明作用,且均独立供电,维护困难,响应时延高,为此,设计了一种基于物联网的智慧楼宇集散型应急灯自动控制系统。基于物联网架构,包括感知层、控制层、应用层与网络层。将单片机当成核心,通过不同照明终端、传感器与网络通信端构成智能硬件与网关,对应急灯亮度、颜色进行智能控制,利用ZigBee技术完成远程控制。系统支持多种通信协议,利用ZigBee协议对物联网网关进行设计,完成多个协议互换,并支持多种传感器。硬件设计主要设计应急灯模块与控制模块。软件设计从应急灯与主控器两个角度进行设计,并设计协调器和上位机间的通信协议。实验结果表明,系统通信性能强,可针对智慧楼宇的紧急情况进行快速响应,整体性能强。

基于电力物联网的配电系统智能运行与维护技术

基于物联网的智能运维系统比传统的电网更具优势,可实现信息获取、数据集成、状态感知及差异化运维等功能,为电力系统的安全运行提供有力保障。探讨了电力物联网的理论基础及主要框架,分析了配电系统的智能运行与维护技术。利用物联网技术优势构建了一个基于物联网的智能配电网管理系统,可实时监控配电网,有效解决了存在的问题,保障配电网的安全可靠。

电力物联网分布式通信设备仿真配置系统设计

传统的通信设备仿真配置系统易受到外界攻击,造成通信信息易被篡改的问题。针对这一问题,该文设计了新的电力物联网分布式通信设备仿真配置系统。在系统硬件部分应用ST7538电力载波芯片,并将AT82RM7500单片机作为核心,建立100 M以太网接口,实现信息的高效传输。采用电磁式继电器控制电路的通断,并在液晶屏上显示通信结果。在系统软件部分,以最短传输周期为目标,设计物联网分布式通信数据的防篡改流程,并通过设计接收中断处理程序、发送中断处理程序和通信处理程序完成对通信设备的模拟配置。由实验结果可知,该系统能够有效防止信息被篡改,且通信周期与理想周期较为接近。