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智能技术论文样例十一篇

时间:2022-06-25 11:05:57

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智能技术论文

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1.1智能电网通信技术

实现智能电网的前提条件是实现通信技术的智能化,进一步实现各种不同信息相互之间的联系,通过这样的一个智能化通信系统可以建立一个高度的智能电网。也就是说集成度高、灵敏性好,双向快速反应的通信系统是智能电网实现的基础,缺少这样的通信系统的支持,也就无从谈起电网的智能化。因此要建设智能电网,我们首先就必须的建立这样的通信系统。

1.2参数量测技术

在智能电网基本的组成部件中参数量测技术显得尤为重要,智能电网中的各项数据信息可以通过先进的参数量测技术获得,这些信息可以在智能电网的各方面使用。智能电网中使用的是智能固态表计,智能固态表计的好处与作用是可以使电力公司与用户进行很好的双向通信技术,提高包括功率因数、相位关系(WAMS)、电能质量、表计损坏、设备状况和故障的定位、线路负荷、变压器和关键元件停电确认、电能消费、预测和温度等数据。

1.3高级的电力电子设备

目前的电能损耗比较严重,其中电力电子设备的使用是其中原因之一,落后的电力电子设备会损耗相当多的电能。而要提高电能的有效利用率的措施之一便是对电力电子设备的改善。高级、先进的电力电子设备可以为用户提供高质量的电能,提高电能的利用率,能满足各种不同的电力需求。高级、先进的电力电子设备设备技术,可以极大地提高输配电系统的性能,提高功率密度和电力生产的效率。高级的电力电子设备有着重要的作用在发电和输电以及配电、用电的过程中。

1.4先进的电力电子技术

有关研究显示先进的电力电子技术的节能效果可达10%~40%,对电能的控制和变换不在采取传统的方法,而是采取更先进的电力电子器件进行变换和控制。电力电子技术的不断发展,为电能的控制和变换提供了硬件条件。目前对电力系统运行要求的不断提高,导致电力电子技术大范围的应用于电力系统发、输、配、用等各个环节。当前电力电子市场上出现了SVC为基础的柔流输电技术;高压变频电气传动技术;新型超高压输电技术;智能开关同步开断技术和静止无功发生器、动态电压恢复器的电力技术等。

二、智能电网的展望

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1.1发电环节的关键技术

发电环境的关键技术主要是指新能源技术,包括新能源安全可靠运行的保障技术和电网大规模的存储技术两大部分。新能源安全可靠运行的保障技术是智能电网中可再生清洁能源电源安全可靠运行必须解决的重大关键技术问题,首先针对大型的集中的可再生清洁新能源而言,主要研究其出力的随机不确定性和突变等问题对智能电网的影响,并在此基础上形成科学合理的智能电网构架和电网运行策略等方案;对于分布式的可再生清洁能源而言,主要研究其并网过程中的问题,通过对电网接受分布式可再生清洁能源的能力、分布式可再生清洁能源的供电可靠性等关键技术进行研究,以此来制定配电网可靠性评估体系以及相关的故障检修和运行维护等方案。智能电网的大规模储能新技术的应用主要包括:电网的抽水蓄能技术、锂离子电池储能和超导储能等。

1.2输电环节的关键技术

输电环节的关键技术主要是针对智能电网输电线路运行状态的监测技术,该环节的关键技术只要是依靠最近的信息集成技术,其中也存在着一定的技术难点需要解决。例如,输电线路由于部分路段所处的自然环境比较恶劣,这会造成无限通信过程中存在一定的盲点,使得传输线路上的监测数据的传输存在障碍;智能电网传输线路的监测设备通信规则不同意,给累输电线路的监测设备没有统一的标准和规范,这也会造成能电网输电线路运行状态的监测存在一定的困难。

1.3变电环节的关键技术

智能变电站是构建智能电网的最重要的基础和前提保障。智能变电站相对于传统的变电站而言,有着可靠先进和低碳环保的智能变电设备,同时其信息化、数字化、网络化和标准化程度高,可以实现电网的自动控制和实时智能决策等高级功能。因此,变电环节的关键技术主要包括系统分层和智能化的变电组件两个方面。首先,由于智能变电站可以分成相对独立的过程层、间隔层以及站控层三个部分,这三个相对独立的子系统之间应该实现实时的网络共享,实现智能变电站各智能设备之间的畅通无阻的互联互通;变电站中智能变电组件是实现其智能变电功能的基本保障,主要包括测量、控制、状态监测以及相关的计量保护等功能,这些组建要具有数字化的测量、网络化的监控、可视化的运行状态以及信息的互动化等特征。

1.4配电环节的关键技术

配电环节的关键技术主要包括配电自动化和智能化、配电网的保护控制以及分布式新能源接入等方面,其中配电的自动化和智能化是该环节中的关键技术。在配电过程中,依靠最新的通信技术和网络技术,采用智能的控制方式,对配电管理系统进行技术升级,实现配电网的各状态下的保护监测、用电管理和配电管理的自动化。需要注意的是,配电网的保护和控制对智能电网中的配电网有较强的环境适应能力,可以在不同介质和接口之间进行信息传输,同时还要求实时监控配电网的各类运行数据。配电网的保护和控制技术要求配网

1.5用电环节的关键技术

用电环节的关键技术可以保障用户可以使用智能电网的各项功能,其中主要包括用户的用电信息采集和智能用电服务系统。用户的信息采集要求可以实时地全面地采集用户的用电信息,同时实现对所采集到的信息进行各种分析和管理;智能用电服务系统可以实现用电客户和智能电网之间实时地交互,可以提高智能电网的综合服务质量。

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1 B/S技术概述

B/S(Browser/server浏览器/服务器)结构技术是由美国微软公司研发,是WEB兴起后的一种网络结构模式,WEB浏览器(Browser)是客户端最主要的应用软件,这种模式统一了客户端,将智能系统可实现的核心内容集中到服务器(Server)上,简化了系统开发、维护及使用成本。在网络信息技术飞速发展的当下,教育界提出“面向教育信息化”的教学管理发展目标。就本科毕业论文管理工作而言,以往论文写作、指导模式主要是通过笔、墨、纸等传统媒介实现,论文管理工作也主要是按照印发规章制度推行。这种管理模式在当今信息技术已渗透教育管理各个层面的形势下为高度依赖网络交流手段的“90一代”的“电子学生”所排斥。可以说基于B/S技术下的论文智能管理系统是应人、应时而生。

2002年B/S计算模式与C/S的计算模式并存混合计算模式的提出,预示着B/S架构模式,跨入“大众”门槛。我校引进论文智能管理系统,也是基于此技术研发的。首先,它是基于JAVA跨平台语言的B/S智能论文管理系统,具有使用随时性和便捷性的特点,不仅无需安装任何专门软件,且系统操作方便,用户通过浏览器,输入系统管理员分配的用户名和密码(系统设置为教师工号或学生学号)就能很方便地登录并使用系统。其次,该系统日常维护成本低廉,作为技术成熟产品它已考虑多种应用环境,能针对不同的使用者身份设定权限,更可以让用户在不同的使用地点、以不同的接入方式(比如LAN,WAN,Internet/Intranet等)便捷访问,无需后期额外开发。再次,该系统稳定性强,能有效地保护数据平台和管理访问权限,服务器数据库也相对安全。

2 论文写作质量现状

基于B/S技术下的论文智能系统优化策略分析是笔者对南京晓庄学院2009-2012级毕业生(部分)进行论文写作模式、智能系统应用缺陷及论文管理方式缺陷等问卷调查及跟踪数据基础上提出,具有一定的科学性、准确性、应用性及创新性特点。同时针对性指出“传统模式”(纸质材料为主要媒介)缺陷同时,也为论文管理的完善提供重要参考数据;强化智能管理系统与论文写作之间融合度,以期帮助学生提高对论文写作训练功效的认知和对切实论文写作总体质量的提高提供有效数据。笔者依据对调查数据的汇总、统计后发现目前论文写作存在众多问题:(1)论文重题问题不时发生;(2)论文抄袭现象普遍;(3)学生写作素养较为薄弱;(4)部分导师指导能力有限;(5)论文管理人员工作方式传统、单一和低效率。

在数字化、网络化的社会发展趋势下,教育领域顺应时代潮流,逐步向全面信息化发展目标迈进,在数字信息技术普及应用的当下,单一、低效的传统论文管理模式已严重滞后于时展和教育改革方向的要求。2012年教育部在《关于全面提高高等教育质量的若干意见》中明确提出,“要强化实践育人环节,结合专业特点和人才培养要求,增加实践教学比重,加强实践教学管理,提高实验、实习实训、实践和毕业设计(论文)质量。”这意味着毕业论文写作要从质量逐年降低的颓势中解放出来,必须寻找由传统模式向数字信息模式转变的自救创新之路。受此发展趋势影响,基于B/S技术架构下的智能论文管理系统应时而生,其特点与优势凸显。虽然技术和时代优势明显,但根据调出数据显示:仍存在一些问题:(1)使用者对论文智能系统操作不熟练;(2)论文智能系统技术漏洞有待完善(文件支持版本格式太低、软件兼容性问题等);(3)功能设置与论文实际管理有较多矛盾点等问题需要解决。

3 智能技术深入应用

3.1 B/S新模式与传统模式的功能衔接

1999年国内高校开始大规模扩招,学生人数飙涨。论文传统模式,历史资料长期保存不易,参考时查询异常困难,大量纸质材料的存档浪费资源;工作程序繁琐复杂需要耗费人力、物力和时间来完成;受现有条件所困,师生交流互动受限等诸多问题,都从侧面上反映出我国的高校管理工作需要尽快实现数字化、网络化新模式已迫在眉睫。B/S智能管理系统符合高校信息化发展特点,我们可以将一些先进的管理技术、智能技术等应用到论文系统应用中,从而提高系统的智能化程度,更好地为论文管理服务。论文智能管理系统依赖的是B/S技术优荩加以适当的优化而来。但系统研发的基础是对论文传统模式管理经验的基础上发展而来的,两者之间的是相辅相成,优势互补的关系。所以,在调查数据的基础上,认真总结出传统模式的管理优势,看准时机的融入到B/S智能管理系统中,达到新旧管理模式的和谐衔接。对此我们应依据论文成果质量和使用反馈的调查问卷为基础,与软件开发公司协调信息进行功能性的技术弥补和进一步完善,直至缩小智能系统与是实际论文管理间的距离或提高其相互间的融合度。

3.2 B/S架构下论文智能管理系统的优化

随着计算机技术、网络技术、智能技术的不断发展,论文智能化管理的手段也得到很大提升,水平也得到快速的提高,并逐渐为高校的师生创造了良好论文写作与指导新环境。较之发展,论文管理虽然在智能化发展上取得了一定的突破。但是高校围绕论文管理而展开的各项工作,还远远没有集成到各个管理系统中(论文管理和教学并没有紧密结合)所以,未来的论文智能管理系统的优化应该重点考虑各种管理系统的高度集成化,并且以教务管理中的论文管理和教学工作为优化核心。同时,对于智能系统与实际管理中的时间节点、步骤安排、灵活机动等方面问题还需要进一步的优化及融合。

3.3 智能系统功能优化,应考虑不同学生的专业特点

对于B/S论文智能管理系统的研发应用,应考虑学生的不同院系、不同学科及专业性质等情况,区别对待,合理开发应用。根据学生所学学科,凡所学为基础学科,考核标准应趋重理论,以培养学术人才为旨归的,论文考核标准就需要求严格;而学生所学学科为应用学科范畴,考核标准英趋重实践,以培养实用型为目标,应更看重大学四年平时考试或实践成绩为考核重点。对于智能系统的管理应将一定的权限划分到二级学院,由他们根据专业教学大纲和培养目标设置论文完成步骤的各要求(质量、字数、时间节点、评优及考核标准等)为智能系统的“自”方面的技术设计应用提供合理思路,增加智能系统的操作灵活性,强化系统的应用体验。例如英语学科论文写作中存在机器翻译问题、语法问题等这方面系统功能并未有效开发,导致教师认为智能系统并未真正体现“智能”不过是个重复工作步骤的“系统”而已。最大的优势就是把纸质材料转化成电子文档,并未对论文指导工作的有效开展起到明显作用,所以对于智能软件的维护更新还应进一步多功能、多学科的角度进行优化,实现真正的智能。

4 结束语

在数字信息技术飞速发展的当下,本科论文管理走上信息化之路是必然趋势。本研究开展过程中将随时跟踪本科毕业生论文撰写各环节的数据资源,进行及时的动态分析,并向相关领导和论文指导教师以及学生及时反馈信息,从而对学生毕业论文写作进行全过程质量控制。此项就如何运用B/S技术论文智能管理系统以促进毕业论文质量大面积提高的研究只要各环节数据获取准确、分析方法得当、对发现的问题能构想出有效解决路径,那么研究过程中累积的成果必然会促进我院办学质量的提高,也会有向其他院校推广的价值。同时,B/S架构技术下论文智能管理系统的全面推广应用,能够有效减轻管理人员的工作强度,提高工作效率;丰富指导教师的论文指导方式,优化工作流程,促动指导热情的激发与提升;满足学生他们对电子技术应用教学模式的功能延续的“电子心理”。以上种种价值同时对促进论文写作、指导与管理模式的变革,调动学生的写作积极性与指导教师的工作积极性都有积极影响作用。最终为本科毕业论文质量的提高创造了机会和新途径。

参考文献

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智能化电网的中心点是设计和运行。实现电网智能化运行的关键是借助高速集成的双向通信网络技术,使用传感技术、测量技术、控制方法、决策系统等,使电网安全、可靠、经济、高效的运行。从整体上说,其运行特点主要如下:第一,智能电网具备自愈功能。通过对运行各种影响因素的分析与处理,实现电网运行进行恰当的安全性评估。一旦电网在运行过程中发现有不正常的情况,它便会直接将相关信息反馈给控制人员,而且还可以通过其自身的智能技术对来诊断、隔离和修复系统故障,即使是智能电网中出现的故障或者干扰比较严重的情况,它依旧可以进行自我隔离。智能电网自愈功能架构运行图见图1。图1智能电网自愈功能架构运行图第二,智能电网具备良好的兼容性和集成性。在信息技术高速发展的今天,智能电网通过使用相关的信息技术实现对各种数据的兼容,最终实现了智能电网的综合处理能力,满足不同数据需求和多样化用电需求。通过使用高科技的信息及通信技术平台,实现对信息的高度集成和共享,整合和调控各种数据,保障了用户接收信息的完整性。第三,智能电网具备良好的安全性。实际应用过程中,其信息与通信网络主要包含面向用户服务的通信网络与电力调度网络,涉及到的相关技术主要有无线扩频、光纤通信、电力线载波等,以此为基础实现了电力线路的实时监则,并能够较好的进行电力调度以及设备防盗监控等。

2智能电网应用信息及通信技术的关键问题

从智能电网当前实际使用情况来看,见表1,其运行中的关键技术就是信息和通信。因此,智能电网的建设部门应结合智能电网的实际运行情况,加大力度从信息和通信技术入手进行研究与设计,从而不断完善我国智能电网。表1智能电网各环节建设内容与关键技术

2.1层次模型的构建以及标准体系的设计

智能电网系统的构建是一项极具复杂性的工作,如图2所示,要实现智能电网与信息技术和通信技术顺利结合,就必须构建合理的层次模型和设计标准体系。一方面,构建人员要对电网的各个模块进行详细的分析及划分,并对每一个模块的功能以及运行特点进行研究。另一方面,要想使智能电网的运行始终保持高效状态,必须不断对智能电网进行优化调整,保证电网各个环节的运行始终处于最佳的状态。因此,在与信息技术和通信技术进行应用结合前,还必须预先设计设计科学合理的标准体系。图2向我们清晰的展示了本文研究的智能电网的具体设计层次,包括应用层、网络层和感知延伸层三大层次。

1)应用层主要是各应用平台的运行,包括现有电力平台和用户互动平台。通过应用层,管理者可以在电力应用管理平台上,管理电力生产、传输,营销等各项事务,实现电力生产有效管理;在感知互动平台上,用户可以登录系统管理自己专属账户,核查自己的账户信息,了解电力的政策、运营状况,查询反馈意见,管理当前的个人电力需求等,从而实现电网企业与用户的双向交流。

2)网络层主要是涉及传输中的网络,即电力通信主干网、电力接入专网以及具体应用的电力光纤网和宽带无线网,互联网和以太网。电力通信主干网用来远距离传输各城市间电力调度信息,生产、行政管理命令等信息。电力光纤网和宽带无线通信用来传输各类信息,包括行政管理、调度控制、状态监测、继电保护、安全防护等多种信息。通信传输主干网主要使用光纤,远距离传输光纤具有明显的优势。互联网和以太网则主要用来查询信息,了解当前的电力政策,跟踪市场前沿动态,学习最新电力技术知识等,当然感知延伸层部分信息数据也可通过互联网传输。

3)感知延伸层向上连接各专业网络,向下连接感知使用对象,主要用来采集状态信息、图像信息、电表度数等基础数据,传输智能家居、水、气、热等控制指令,实现智能管理。该层主要利用PLC短距离无线通信、多功能传感器、红外通信、射频、网络路由等技术的应用实现对各智能设备的感知。通过这些技术,提高其感知水平,扩展智能电网的覆盖范围,使智能电网的物理网络得到极大的拓展。

2.2各通信技术模块的开发

(1)电力线通信技术:这是一项传统的技术,分别为窄带和宽带电力线通信技术,后者传输速度更快,可达100Mbit/s。但无法使用TCP/IP通信协议,进而不容易实现与其他通信网络的连接;同时存在信号衰减强烈、用电负荷大、负载圈亢随机变化、载波频率低的问题。因此,如何设计通信标准,研发转换接口,实现与其他网络的有效互联,提高通信传输质量和速度等问题将是电力线通信技术的研究主要方向。随着科技的发展,我们对未来家庭插座可以通过宽带布线通信,实现即插即用。

(2)光纤以太网通信技术:一是光纤复合架空地线(OPGW)技术,二是自承式光缆技术(ADSS)。OPGW是电力通信系统的一种新型特种光缆,在传统的相线结构中将光纤单元复合在导线中,主要优势是比较容易进行施工,避免了在路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾;目前在电力通信主干网络中已经得到了应用,并逐渐向智能电网主要通信方式发展。ADSS优势在于其较低的安装费用,但是,在进行架空作业过程中,需要使用配套固定挂件,更适合于已架设好输电线路上,避免电网运行中出现重复停电作业的情况。

(3)无线通信术模块的开发。现在,基于多载波调制、码分多址技术、异步传输技术的3G技术已经实现了图像、语音、视频、数据等多媒体信息的提供。无线网络通信的关键问题是信息码格式、通信速率、传输环境和单片机干扰。其中接收模块已受到单片机时钟频率的倍频干扰,其中,51系列的干扰较大,PIC系列较小。所以,需要在单片机中加入隔离电路并降低其工作频率,降低干扰。随着无线通信技术的发展,已作为防风防汛等应急通信的一种重要手段,浙江、江苏等地电网开始使用无线通信的尝试。

2.3信息与通信安全

为了保障智能电网运行的安全性及高效性,就要采取措施优化电网通信网络环境,结合智能电网运行实际制定相关保障其安全性的措施。对此,笔者认为应该做到以下两点:首先,事先为智能电网的安全运行制定可靠的安全保护措施,制定信息安全规章制度,从而做到避免安全问题的发生。其次,从图2的智能电网组网结构分析,通过传感网络实现了互联网对感知对象的实时控制,采用最新的移动无线通信技术,保证通信网络能够连接到控制终端的计算机信息处理平台,实现各种数据科学的、及时的处理;同时需采用接入控制验证技术和信息加密技术,防止接入端的网络入侵,多重攻击,病毒传播等网络安全问题。

2.4电网不稳定

从目前智能电网中电力通信的运行和应用现状分析,电网不稳定也是最常见的问题之一。在电力通信的应用中,造成电网不稳定的主要原因是物理系统中潜在存在的功率不平衡问题,为了确保电力通信系统的正常运行,就需要找到一个相对稳定的平衡点,这其实是负荷母线上节点功率方面的平衡问题,节点无功功率、负荷耗能无功功率,可实现该种平衡,同时平衡点也能够起到有效抑制扰动的作用。

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二、智能电网技术在用电营销中的应用

(一)智能化抄表

随着我国智能电网技术的不断发展,智能化抄表不断应用于我国电力营销中,有效提高了我国用电营销效率。远程抄表和抄表设备智能化是目前我国电力营销中智能化抄表的主要体现。远程抄表即是利用智能电表上的后台控制系统和数据采集模块,采用低压配电线、通信网络、现场总线以及串口数据传输等通讯技术,远程自动抄录、统计用户智能电表用电表数据,同时进行自动计费。对于一些未能实施远程抄表的地区,抄表人员可以携带准确可靠、便于操作的智能化抄表设备进行实地抄表,及时掌握用户的用电信息。

(二)智能化自动配电系统

智能化自动配电系统即是综合运用微机控制技术、电力网络技术以及通讯网络技术,构建用电营销智能化系统,提升用电营销效率。目前,我国用电营销中的智能化自动配电系统具有覆盖范围广、供电可靠性高以及监控实时性强的优势,同时为远程抄表提供了信息交流基础。目前,我国智能化自动配电系统在功能方面不断完善,已能够兼容GPRS通讯网络,同时也有效实现了用电营业管理信息系统与自动抄表系统之间资源共享,有效提升了我国用电营销管理水平。

(三)营配信息通信一体化平台

营配信息通信一体化平台即是在拓扑关系、基础资源、客户资料模型以及电网设施的基础上,采用先进现代化信息传输技术,构建用户停屈媛媛国网陕西省电力公司电力科学研究院陕西西安710000电管理、供电稳定性管理、报装业扩辅助以及线损管理和电网CIS一体化的信息服务平台。主、辅、补充相结合的信道组合是目前我国营配信息通信一体化平台的主要传输通道,该传输线路以光纤为主要通道,宽带无线网络为辅助通道,并在传输过程中采用公共信息网络进行有效补充。目前,我国营配信息通信一体化平台了公共有效确保用户用电信息传输的正确性、完整性以及及时性,同时也便于电力企业对电力营销的实时监控和维护,推动了我国电力营销的不断发展。

(四)智能交互仪表

智能交互仪表即是利用网络将采集到的有价值的客户用电信息自行向电力相关部门传递的设备。智能交互仪表为双向交流沟通渠道,电力相关部门能够实时、准确地跟踪和监控电力传输和营销,对于电力运输及储存过程中出现的耗损情况和环节能够及时发现,同时采取相关解决措施,有效避免电网出现盗电现象。

篇6

一、引言

我们知道,天线有很多种,但大体上可分为三大类:“线天线”、“面天线”及“阵列天线”。阵列天线最初用于雷达、声纳以及军事通信中,完成空间滤波和参数估计两大任务。当阵列天线应用到移动通信领域时,通信工程师喜欢用“智能天线”来称谓之。智能天线根据方向图形成(或称为波束形成)的方式又可分为两类:第一类,采用固定形状方向图的智能天线,且不需要参考信号;第二类,采用自适应算法形成方向图的智能天线,需要参考信号。

本文在以下提到的智能天线都是指第二类,即(自适应)智能天线,这也是目前智能天线研究的主流。

二、智能天线的技术现状

在分析研究智能天线技术理论的同时,国内外一些大学、公司和研究所分别建立了试验平台,用实验的方法来验证理论研究的成果,得出相应的结论。

(1)在美国

在智能天线技术方面,美国较其它国家要成熟的多,并已开始投入实用。美国ArrayComm公司将智能天线技术应用于无线本地环路(WLL)系统。ArrayComm方案采用可变阵元配置,有12阵元、8阵元环形自适应阵列可供不同环境选用,现场实验表明在PHS基站采用该技术可以使系统容量提高4倍。

(2)在欧洲

欧洲通信委员会(CEC)在RACE(ResearchintoAdvancedCommunicationinEurope)计划中实施了第一阶段智能天线技术研究,称为TSUNAMI(TheTechnologyinSmartAntennasforUniver-salAdvancedMobileInfrastructure),由德国、英国、丹麦和西班牙合作完成。该项目是在DECT基站上构造智能天线试验模型,于1995年初开始现场试验,天线阵列由8个阵元组成,射频工作频率为1.89GHz,阵元间距可调,阵元分布有直线型、圆环型和平面型三种形式。试验模型用数字波束成形的方法实现智能天线,采用ERA技术有限公司的专用ASIC芯片BDF1108完成波束形成,使用TMS320C40芯片作为中央控制。

(3)在日本

ATR光电通信研究所研制了基于波束空间处理方式的多波束智能天线。天线阵元布局为间距半波长的16阵元平面方阵,射频工作频率是1.545GHz。阵元组件接收信号在模数变换后,进行快速付氏变换(FFT)处理,形成正交波束后,分别采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法,数字信号处理部分由10片FPGA完成,整块电路板大小为23.3cm×34.0cm。ATR研究人员提出了智能天线的软件天线的概念。

我国目前有部分单位也正进行相关的研究。信威公司将智能天线应用于TDD(时分双工)方式的WLL系统中,信威公司智能天线采用8阵元环形自适应阵列,射频工作于1785~1805MHz,采用TDD双工方式,收发间隔10ms,接收机灵敏度最大可提高9dB。

三、智能天线的优势

智能天线是第三代移动通信不可缺少的空域信号处理技术,归纳起来,智能天线具有以下几个突出的优点。

(1)具有测向和自适应调零功能,能把主波束对准入射信号并适应实时跟踪信号,同时还能把零响点对准干扰信号。

(2)提高输入信号的信干噪比。显然,采用多天线阵列将截获更多的空间信号,也即是获得阵列增益。

(3)能识别不同入射方向的直射波和反射波,具有较强的抗多径衰落和同信道干扰的能力。能减小普通均衡技术很难处理的快衰落对系统性能的影响。

(4)增强系统抗频率选择性衰落的能力,因为天线阵列本质上具有空间分集的能力。

(5)可以利用智能天线,实时监测电磁环境和用户情况来提高网络的管理能力。

(6)智能天线自适应调节天线增益,从而较好地解决远近效应问题。为移动台的进一步简化提供了条件。越区切换是根据基站接收的移动台功率的电平来判断的。由于阴影效应和多径衰落的影响常常导致错误的越区转接,从而增加了网络管理的负荷和用户的呼损率。在相邻小区应用的智能天线技术,可以实时地测量和记录移动台的位置和速度,为越区切换提供更可靠的依据。

四、智能天线与若干空域处理技术的比较

为了进一步理解智能天线的概念,我们把智能天线和相关的传统空域处理技术加以比较。

(1)智能天线与自适应天线的比较

智能天线与自适应天线并没有本质上的区别,只是由于应用场合不同而具有显著的差异。自适应天线主要应用于雷达系统的干扰抵消,一般地,雷达接收到的干扰信号具有很强的功率电平,并且干扰源数目比天线阵列单元数少或相当。而在无线通信系统中,由于多径传播效应到达天线阵列的干扰数目远大于天线阵列单元数,入射角呈现随机分布,功率电平也有很大的动态变化范围,此时的天线叫智能天线。对自适应天线而言,只需对入射干扰信号进行抵消以获得信干噪比(SINR,SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)的最大化。对智能天线而言,由于到达阵列的多径信号的入射角和功率电平均数是随机变化的,所以获得的是统计意义上的信干噪比(SINR)的最大化。

(2)智能天线与空间分集技术的比较

空间分集是无线通信系统中常用的抗多径衰落方案。M单元智能天线也可等效为由M个空间耦合器按优化合并准则构成的空间分集阵列。因此可以认为智能天线是传统分集接收的进一步发展。

但是智能天线与空间分集技术却是有显著的差别的。首先空间分集利用了阵列天线中不同阵元耦合得到的空间信号的弱相关性,也即是不同路径的多径信号的弱相关性。而智能天线则是对所有阵元接收的信号进行加权合并来形成空间滤波。一个根本性的区别:智能天线阵列结构的间距小于一个波长(一般取λ/2),而空间分集阵列的间距可以为数个波长。

(3)智能天线与小区扇区化的比较

小区的扇区化可以认为是一种简化的、固定的预分配智能天线系统。智能天线则是动态地、自适应优化的扇区化技术。现在,我们来讨论一个颇有争议的问题。根据IS-95建议,当采用120°扇区时系统容量将增加3倍。由此是否可以得到结论,扇区化波束越窄系统容量提高越大?考虑到实际的电磁环境,我们认为对这一问题的回答是否定的。这是因为窄波束接收到的信号往往是由许多相关性较强的多径信号构成的。一般情况下,各径信号的时延扩展小于一个chip周期。这时信号波形易于产生畸变从而降低信号的质量达不到增加系统容量的目的。同时如果采用过窄的波束接收信号,一旦该径信号受到严重的衰落,则将直接导致通信的中断。另外,过窄的接收波束在工程上是难以实现的,并将成倍地增加设备的复杂度。

五、智能天线的未来展望

(1)目前还没有一个完整的通信理论能够较全面地将智能天线的所有课题有机地联系起来,故需要建立一套较完整的智能天线理论;另一方面,高效、快速的智能算法也将是智能天线走向实用的关键。

(2)采用高速DSP技术,将原先的射频信号转移到基带进行处理。基带处理过程是数字算法的硬件实现过程。

(3)由于圆形布阵和二维任意布阵比等间隔线阵优越,同时阵列天线的数字合成算法能够用于任意形式阵列天线而形成任意图案的方向图,因而可考虑在CDMA基站中采用二维任意布阵的智能天线。

(4)在移动台中(如手机)采用智能天线技术。

(5)采用智能天线技术来改善移动通信信道中上下链路不能使用同一套权值的问题,以改善上下链路的性能。

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鉴于上述交通管理工作中存在的种种不足和缺陷,为了更好的简化交通管理系统流程,完善交通管理工作流程,在传统管理模型的基础上进行优化计算来实现适时、有效的交通管理控制体系显然是不现实的。此时,我们需要将目光脱离传统的交通管理流程,从新的技术角度入手去研究交通管理新流程,从而实现交通管理工作的有序、科学。面对这种情况,以智能交通系统为核心的交通控制系统应运而生,然而时至今日仍然有不少单位虽然看似引入了人工智能技术,但是面对复杂的技术标准和设备操作要求,不少工作人员就显得有点无力了。但是事实证明,这种做法是成功的,它虽然在交通管理领域工作人员操作上存在问题,但是在系统应用效果中有着巨大优势。基于此,我们可以从下面两个角度去分析智能协作技术在交通管理中的应用。首先,由于城市交通状况本身有着复杂、非线性且瞬时多变的特征,同时交通管理人员又高度要求信息传输的实时性、瞬时性,这个时候对整个城市交通管理系统实现最佳控制显然是不可能的,只能要求整个城市交通保持在最合理、最有序的状态。其次,在智能协作技术在交通管理中的应用上,局部合理与整体合力并不存在相悖的问题,但是当产生这种问题的时候我们可以从局部入手进行协商,通过协作的方式来解决各种相悖问题,从而确保交通管理工作的有序开展。

2智能协作技术在交通管理中的具体应用研究

通过对我国传统交通管理工作存在的问题和特征研究,采用多个不同功能的智能技术来协作控制交通工作可谓是一种合理、有效的管理方法,这一技术是基于智能协作为核心的新型交通管理系统,具体应用策略如下。

2.1系统建设

交通信号灯作为当今交通管理控制的主要手段,也是城市交通的基础管理措施,在整个城市交通控制系统中一直发挥着不可替代的重要作用。因此在这里研究中,我们主要以路通灯的控制为基础来阐述智能协作技术的应用情况。为了更好、更方便的叙述这一系统优势,我们这里不妨将信号灯的应用设为如下情况。(1)路口是交通系统的基本控制单位。一个城市的交通系统主要由路口1,路口2,…,路口n共n个路口及连接这些路口的所有道路组成。(2)各方向红绿灯基本周期相同,记周期开始时刻为t=0,1,2,…;(3)Li(t)为描述t时刻等候在i路口的车辆数量的向量。Li(t)=(Xi(t),Yi(t),…),其中Xi(t),Yi(t),…分别表示t时刻等候在i路口的不同方向的等候车队长度。Li(t)为状态变量。(4)X′,Y′,…分别表示系统设定的不同方向等候车队长度的阈值。一旦某方向的等候车队长度超过阈值,则agent开始协商、协作以使等候车队长度低于或尽量接近于此阈值。此阈值可根据具体情况动态修改。(5)g(t)为在t时刻开始的周期中绿灯亮所占的比例,此为控制变量。值得指出的是,基于多agent的智能交通管理系统并非用于处理这种简化假设—它恰恰是为了解决传统交通控制过于简化交通模型的问题而设计的;本文也不拟对此假设所涉及的变量进行精确建模和计算。对于复杂的实际情况和更多的功能需求,可以相应增加agent的知识库内容及感知器的复杂度。这些都不影响对系统基本结构和工作原理的阐述。

2.2系统设计

目前,虽然智能协作技术已经在交通管理领域得到广泛的应用,但是仍然有不少地方需要我们深入研究和探讨。尤其是在交通流量日益增多、交通事故不断发生、交通问题越来越复杂的今天,建立健全交通管理机制势在必行。在这里的智能协作技术应用中,具体的设计策略如下。

2.2.1系统结构

系统的整体结构如图1所示。系统中包括两类agent:一个区域控制主题(AreaControlAgent,简记为ACA)和多个路口控制agent(CrossContro-lAgent,简记为CCA)。其中,每个路口控制agent可与邻近的agent通信,并与唯一的区域控制agent相连。下面分别对这两类agent加以介绍。

2.2.2路口控制agent(CCA)

路口控制agent是典型的协同型agent,即所有的CCA有着共同的全局目标—使得区域交通畅通,同时每个CCA也有与全局目标一致的局部目标—尽量使本路通畅通。城市中的每个路口有且仅有一个CCA。CCA的基本功能是:根据路通状况动态调整g(t),即一个周期内的红绿灯配时方案,使得本路口的等候车队长度Li(t+1)尽量取最小值,同时使Li每个分量(Xi(t),Yi(t),…)均小于系统设定的阈值。并每个周期向相邻CCA及所从属的ACA发送当前路口状态信息。当Li的某个分量(如Xi)高于所预定的值阈X′时,该CCA根据其邻近4个CCA及路口的状态,发出协作请求。例如:请求其上游路口i的CCA在t1时刻减少gi(t2),或请求其下游路口j的CCA在t2时刻增加gj(t2)等,以确保路口的畅通。当CCA收到邻近CCA的协作请求时,也可以根据自身状况及当前路口状况,接受、协商或拒绝。此外,CCA还接受ACA所发出的控制指令和策略调整指令。路口控制agent的结构如图2所示:所有路口控制agent有着相同的结构。包括控制模块、推理机、感知器、执行模块、状态栏、知识库、路口模型等部分。

2.2.3区域控制

区域控制agent负责协调、指挥所管辖的CCA,并收集、分析、整理所辖CCA定期发送的路口状态报告。在通常情况下,CCA享有很高的自治性,ACA不干涉CCA对本路口的交通控制,以及CCA之间的协商协作行为。在具体的管理工作中,一旦发生如下情况,我们可以迅速的通过智能协作技术命令来实现交通管理工作。首先,突发事件的发生,比如有消防车、救护车等特殊车辆要通过某种特定的车道的时候,交通管理部门可以利用CAC强制命令该路段所有路口的交通灯全部亮绿灯,从而确保这类车辆的迅速通过。其次,发现区域路段出现严重负载不平衡现象的时候,可以在全局工作角度上去控制和分析,并合理的进行修正与处理。

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智能电网相对来说一个较为复杂的系统,环境、用户等对电网系统提出了不同层次的要求,也就需要电网在原有基础之上有更加的反应与适应能力,而电子电力技术应用到智能电网中表现最为突出了就是优化电网,在特定条件下能够满足环境、用户对电网系统提出的高层次要求。但是,就我国目前形势而言,在电网架构等方面掌握的技术同发达国家相比,我国还处在初级阶段,从某种意义上也就证明智能电网还有很大的发展空间,因此加大对电网的优化力度具有迫切性。立足整体,从全面出发,智能化和自动化是电网未来发展趋势,而电子电力技术应用到智能电网中也将成为一种必然趋势。

1.2应用电子电力技术占据的优势

能源问题是新形势下我国面临的又一突出问题,电力企业要想在激烈的竞争中立于不败之地,就必须依据自身实际情况制定出行之有效的开发研究智能电网计划,从而满足智能电网安全可靠运行的要求。电子电力技术应用到智能电网中能够有效缓解能源问题,为促进可再生能源的发展创造条件,最终实现节能减排的目的。值得一提的是,电子电力技术的应用是新形势下确保电网经济性、安全可靠性的重要技术。

2电子电力技术在智能电网中的应用

2.1电子电力技术在智能电网发电环节中的应用

伴随着社会的迅猛发展,能源问题是我国乃至世界共同关注的话题,也正是在这种情况下,我国电网行业才依据自身情况断进行创新和引进新技术,做到同风能发电、水能发电等清洁能源发电那样,要想根本性提升其能源利用效率,就必须在原有基础上改进发电技术,例如:可再生能源转换设备、能量转换设备等。以风能发电为例,为了达到风电机组变速运行的目的,应当采用双馈风电机组的定子直接接入到电网中的方式,这样就能够有效控制蓄电池组双向充放电,为系统平稳供电创造条件。

2.2电子电力技术在智能电网中高压直流输电技术的应用

纵观整个直流输电系统中,在输电环节中表现尤为明显,而输电环节又包括多个方面,可以将其简单的分为:高压直流输电、柔性直流输电和柔流输电,在无特殊情况下,在发电和用电这两个环节使用的都是交流电,进而对系统中各项参数能够有效控制,再者,将各种先进技术有效融合起来,可以利用特殊方式将大量清洁能源为电力系统所使用,在确保电网稳定性的同时,在各方面都得到保障的情况下降低电力损耗,进而提升电力系统输送电力能力。

2.3电子电力技术在智能电网变电环节中的应用

随着我国经济的迅猛发展,为传统变电站向数字变电站的转变创造了条件,实现了信息共享和交流,智能电网占据的优势也逐渐体现出来。智能化变电站是综合利用各项技术在原有数字变电站的基础上发展而来,智能化体现在多个方面:数字采集和展示、信息共享,从某种意义上来说提高了变电环节的安全可靠性,同时也节约了成本。例如:用微处理器和光电技术设计一次设备被检信号回路和操控驱动,使得变电站二次回路中可编程序能够代替传统继电器及其逻辑回路,为二次设备中常规的功能装置具有逻辑功能模块创造条件,从中也就不难看出智能电网的功能逐渐显现出来,为电力企业提升行业竞争力奠定坚实基础。

2.4电子电力技术在配电环节中的应用

在智能电网中明确显现出“用户电力技术”这一概念,它是以用户对电力安全可靠性和电能质量为理论依据,将电子电力技术和配电自动化技术两者有效结合起来,进而为用户提供高层次的电力供应技术,能够在最短时间内解决其出现的问题。当然,智能配电网并不是简单依据电子电力技术就能够完成,它需要依赖于先进传感测量技术,在特定条件下通过通讯网络等方式进行数据传输,在这个基础之上实时监视配电的全过程。配电过程中其最重要的目标便是提高电能质量,依据实际情况制定出科学合理的电能质量评估方法,确保用户质量和用电安全。

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二、智能ODN光分配网络技术的实际应用研究

目前为止,我国的智能ODN光分配网络技术尚处于起步阶段,并没有真正的发展起来。国内各个ODN厂家使用的技术和发展方向并不相同,彼此之间存在着较大的差异。如今,主要应用于网络技术当中的智能ODN智能标签有三种模式,分别是电子标识模式、射频标识模式、二维码模式。应用智能ODN光分配网络技术,可以提升光纤网络的稳定性、提升业务调度效率,也可以提升光网投资效益。2011年初,上海贝尔、中兴分别推出了SmartODN、EODN的智能ODN解决方案,并将其应用于通信技术当中,对ODN技术应用投资,保证了ODN资源管理的准确性,并且在工程施工环节当中,通过ODN技术实现了营运维修核心问题的顺利解决。1、提升光纤网络稳定性。智能ODN系统可以在局域网中加入光功率监测单板,对外接光路进行测试,并且根据实际情况将监测结果反馈到智能ODN网管中,网管工作人员以此来进行工作,保证光纤网络的稳定性。此外,智能ODN技术还可以进行故障排查,分析OTDR反射曲线,精准定位光路故障位置,从而实现局域网的快速维护,提升光纤网络稳定性。2、提升业务调度效率。系统的日常维护中,业务调度是十分重要的环节,业务调度对工作人员的要求很高,除了具有一定的经验外,还要对数据进行精准掌握。智能ODN光分配网络技术应用到调度中,可以实现反馈信息的精确处理,提升调度效率,在很大程度上降低了调度成本。此外,智能ODN系统计算迅速,可以迅速恢复工作,通过备用路由保证业务正常工作,从而实现调度效率整体提高。3、提升光网投资效益。在大规模的FTTx建设下,ODN已经成为了网络投资的主体,是FTTx建设当中的重中之重。而ODN在FFTx的建设当中,大多数ODN设备都安装于户外,受天气影响变化较大,容易导致设备受损,最后难以辨认。智能ODN光分配网络技术可以很好的解决这一问题,并且智能录入光纤施工信息,提高生产效率,更好的促进城市光纤网络的发展。

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2能源互联网技术框架分析

2.1能源互联网构成

构建“能源互联网”的主要目的是优化能源结构(更多应用新能源)、提高能源效率(发挥不同能源优势和新型负荷的技术优势),从而改善用户体验。优化能源互联网资源,首先需要确认能源互联网构成要素,界定优化范围。根据文献[1]和[2]描述,结合智能电网研究成果,图1描述了能源互联网总体构成:电、供热及供冷等形式的能源输入通过与信息等支撑系统有机融合,构成协同工作的现代“综合能源供给系统”。该系统内多种能源(化石能源、可再生能源)通过电、冷、热和储能等形式之间的协调调度供给,达到能源高效利用、满足用户多种能源应用需求、提高社会供能可靠性和安全性等目的;同时,通过多种能源系统的整体协调,还有助于消除能源供应瓶颈,提高各能源设备利用效率。不同能源对环境的影响不同,传统能源供应体系中,特定能源已经形成了相对稳定的消费市场,比如石油主要用于交通、化工、发电等行业;天然气则主要于日常生活、供热、发电、交通等领域。可再生能源目前几乎全部用来发电。一次能源长期以来形成了自身的产业链条,不同种类能源间互相补充空间有限。但是,电能可以充当不同能源间的桥梁。目前可再生能源绝大部分转化为电能。如果通过电能用绿色可再生能源替换其他高污染一次能源,可以提高能源消费的整体环境友好程度。要实现这种能源的优化供给需要具备几个条件:①要具备不同种类能源间的(供求关系等)信息互通;②要具备能源输出互相替代的必要技术手段,即通过电能能够满足被替代能源消费主体的需求;③要能够给能源消费者清晰、及时的引导信号,吸引能源消费主体参与能源消费优化配置。具备以上条件,配合必要的技术手段,最终实现社会能源的整体优化利用。实现这一目标可以通过技术手段构建“能源互联网”。

2.2能源互联网技术框架

为了达到上述整体优化目标,在明确能源“互联”范围基础上,需要进一步研究合理的能源互联网技术框架,应用先进技术发挥多种能源与用户互联、互动的整体优势。这种能源互联网技术框架设计的唯一目的是发挥技术优势,从技术角度提高能源的使用效率。在不存在政策、市场和技术条件限制的前提下,设计满足上述条件的能源互联网技术框架模型,如图2所示。图2所示“能源互联网技术框架”包括“市场环境”、“能源供给、转化和消费”、“信息支持”以及“调度控制”4个部分。市场环境包括能源供给侧市场和能源需求侧市场。其中,能源供给侧市场负责不同种类能源的市场价格信号,调节市场能源供应结构(可以在这个环节使用价格信号或补贴鼓励使用清洁能源,减小环境污染);能源需求侧市场负责吸引可控负荷和具有反向送电(或其他能源形式)的“发用电联合体”参与需求侧调度控制的价格或其他激励信号,以鼓励负荷参与需求侧响应。能源供给、转化及消费是能源互联网中的能源流,也是整个技术框架的最终优化协调对象。多种能源发出的电、热、冷等能量形式通过输电电网、管网或者运输通道最终抵达用户侧,满足用户的用能需求。能源互联网框架在以上基础上,加强了对分布式电源和微电网的支持,同时应用各种储能以及电转化为气体等技术,结合信息共享和多种能源的成本对比,以电能为中心实现有目标(优化或降低污染、提高清洁能源比例等)的多种能源间的替代和转换。消费环节除了包括传统用户还增加了智能可控用户以及可以反向供能的发用电联合体等。信息共享支持是整个技术框架中的信息流。“高速、可靠和安全”的未来信息网络技术是实现能源互联网技术框架下大量数据采集、传输、分析再到优化计算的基础条件。在信息技术支持下,为保障整个能源框架的安全优化运行,需要设置必要的运营管理机构,对能源进行集中调度管理,这种调度管理可以采用与外部市场环境相适应的商业运营模式并根据能源管理范围进行分级设计。同时针对用户侧可控负荷和具有发电及其他供能(供热、制冷等)能力的“发用电联合体”在自愿的前提下可以直接参与或通过“负荷调度控制”,应用“虚拟发电厂”技术参与能源互联网的调度控制。这种基于信息共享的通过能源整体调度控制实现能源的整体优化利用是能源互联网技术框架的核心内容。

2.3能源互联网优化控制概念模型

在上述能源互联网技术框架内能源消费有如下特性。(1)能源供应能够“互联”。能源互联网技术框架下不同能源间可以相互支持以及一定程度上的替代转换。这种互联可以通过控制系统实现面向用户最终需求的“应用转化”,也可以直接通过能源间的转换与替代实现。(2)能源互联后不影响用户的使用。方便用户安全高效使用,原来互相割裂的能源供应“互联”后应提升用户体验,不影响用户的正常使用。(3)能源互联后能够优化。能源互联网技术框架下的能源供应应该比“互联”之前有更高的效率。可见,能源互联网是一个以对能源进行整体优化为目标的复杂能源供用系统,为了实现整体优化的目的,需要建立相应的优化模型。综上所述,不同种类能源消费行为的成本是变动的,同时,不同种类能源供应对环境的影响不同。再考虑到新型负荷的可控性,建立如下能源互联网优化模型。以上模型的物理意义是在满足能源总供给与需求之间平衡和能源与供给消费约束的前提下,追求能源供应总成本最低或者污染排放最小等优化目标。能源互联网的优化模型根据不同市场运营规则细节上将有所不同,这里讨论的优化模型是对能源互联网技术框架的一种目的性描述,求解该模型需要确定不同能源的成本函数和其他约束条件,这些约束条件与具体的能源互联网运营规则和物理环境密切相关。

3能源互联网研究现状

上述“能源互联网”技术框架是对未来能源整体供用体系的概念性设想,关于未来的能源发展,国内外普遍开展了基于先进信息通信技术的包含能源互动思想(包含能源间的转化和替代)的相关研究。除了文献[1]中关于“能源互联网”的设想外,美国各大研究机构和高校都在进行相关研究。在用户互动方面,美国在需求侧响应方面已经进入实际应用阶段,电网中出现了专职的“调荷服务商”用于为电网提供负荷调度服务;能源的互联与转换方面,美国发电公司长期根据市场需要选择出售天然气与电力的比例。欧盟也在开展“智能能源的未来网络”(FINSENY)项目,研究将能源与信息的整合,汇集了能源和ICT(信息通信技术)行业的关键技术以确定智能能源系统对ICT的要求,从而提供创新性的能源解决方案以优化能源传输,改变人们的能源消费方式,减少CO2的排放,改善生活环境[3]。日本则在微网及分布式电源基础上致力于研究冠名为“电力路由器”的电能控制技术及相关装备[4]。在国内,关于未来能源供应技术的研究一直受到高度重视,国家电网公司明确“能源互联网”是未来的智能电网,智能电网是承载第三次工业革命的基础平台,对第三次工业革命具有全局性的推动作用。目前,国家电网公司已积极开展、部署相关研究工作。北京市科委组织了“第三次工业革命”和“能源互联网”专家研讨会,并启动了相关软课题研究,以期形成详细的能源互联网调研报告和路线图。中国能源发展目前面临总量供应(石油、天然气对外依存度高)、资源配置(能源与生产力分布不均衡)、能源效率(大量煤炭直接燃烧,整体能效偏低)、生态环境(土壤、水质、大气污染)四大问题。针对以上问题,可以采用增加清洁能源发电比例、提高能源效率的方法加以改善。本文所述能源互联网技术框架统一配置能源资源,从能源供给和使用2个方面进行整体优化,基于信息共享建立必要的市场调节机制,优化引导能源的开发和使用,最终实现增加清洁能源发电比例、提高能源效率,以电能为中心统一优化配置能源资源;使能源发展方式由消耗型向可持续、可再生和更环保的发展轨迹过渡;实现能源供应安全、清洁、环保与友好地发展[5-11]。

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2物联网技术

物联网,简单的理解就是物与物之间相连的网络。物联网是信息技术和工业化时展的产物。物联网技术主要由传感技术、控制技术和信息通信技术融合而成,能够借助互联网将生活中的一切物品的识别、定位、远程控制和管理等通过专用的传感器设备进行互联互通。物联网技术是对互联网的一种拓展和延伸,是一种在21世纪全面互联互通的智能化网络。在如今,由于不断有各种不同领域的物联网解决方案的形成,促进了物联网技术的发展。在智能建筑的能源管理中,应用物联网技术之后,进一步提升了建筑的能源管理能力,节约了更多的能源资源。

3智能建筑能源管理系统与物联网的融合

智能建筑作为信息技术在建筑领域广泛应用而产生的一种新型产物,主要是以建筑物为平台,依靠相关的建筑设备和对象,借助智能化的技术,为人们提供一种全方位的舒适的建筑环境,体现了建筑的安全性、高效性、节能性和环保性。时代的发展,对于建筑智能化集成管理就必须对建筑的能源进行管理,将各种系统进行综合、协调和控制,实现对建筑的统一管理,提升建筑内整体的能耗水平的下降。在智能建筑中,能源管理系统的结构主要为三层结构,分别为现场层、网络层和管理层。在现场层中,主要包含的是现场采用的各种设备,如传感器、智能仪表等。在现场层中,通信一般采用的是现场总线标准。网络层则是现场层与管理层之间进行有效通信的桥梁,实现设备的采集指令的发送和采集信息的传送功能。管理层则主要是实现对现场设备统一的监视、控制和管理,并将现场采集到的各种信息数据进行保存,此外,还具备报警功能。智能建筑能源管理系统的三层结构,对于实现智能建筑能源管理系统与物联网的融合奠定基础。现场层能够采用物联网技术所需的各种智能化设备。网络层能够实现不同方式的通信,满足物联网的远程监控和管理需求。管理层能够有效采用物联网技术中的云计算技术进行数据的处理。在物联网技术与智能建筑能源管理系统进行良好融合的过程中,一方面需要对当前智能建筑能源管理系统进行分析然后采取措施进行完善,另一方面需要将完善后的智能建筑能源管理系统接入到物联网平台,这样才能有效发挥出物联网技术的优势,实现智能建筑能源管理系统与物联网技术的融合。

4物联网技术在智能建筑能源管理系统中的有效运用实例

物联网技术作为当前最新型的技术,在智能建筑的能源管理系统中,目前已经得到了较为广泛的应用。从前文论述可知,物联网技术能够与能源管理系统的三层结构进行有效的融合,在实践过程中,也验证了上述说法。本文以某小区的能源管理系统为例,分析物联网技术在智能建筑能源管理系统中的有效运用。

4.1能源管理应用方案架构

某科技园区的能源管理应用方案进行分析。其能源管理系统的架构图如图1所示。

4.2能源管理系统功能

在此能源管理系统中,能够按照三层架构模式进行设计,实现了如下几个方面的工作。(1)能够对建筑物内的各分项能耗进行计量,例如对水、电、煤气、温度、湿度、冷热流量等信息的采集。(2)对建筑能耗进行公示。在数据采集之后,一方面将数据传入能源管理系统供有关人员分析并提出合理的节能措施,另一方面,能够将相关信息借助显示屏显示,方便唤起公众对建筑能耗的关注。(3)对建筑的环境以及重点的设备进行监控。引入相关的传感器设备,实现对建筑内的给排水、空调、照明、电梯等系统的运行进行监控,方便远程进行节能诊断。(4)便于进行能耗审计。(5)对节能效果进行评估分析并远程控制有关设备的运行状况。