曹文霞，刘 畅

（石家庄信息工程职业学院，河北石家庄050035）

随着能源供应的日趋紧张，世界各国对能源的有效使用予以了更多的关注，特别是经济高速发展的国家，都认识到了全面提高资源利用能力和优化各种资源配置的重要性。因此，建立安全、可靠的智能化电力系统成为大势所趋。

智能电网的提出起源于美国，并在很短的时间内得到了世界各国的认同。虽然各国因为国情的不同，对智能电网的研究和使用略有不同，但是，大家对智能电网的定义在本质上并没有太大的差异。所谓的智能电网就是以先进的传感、测量、控制、信息、通信、新型储能和输电等高新技术为依托，具有数字化、智能化、网络化、双向互动的运行特征，具备全要素、全方位、全过程的测量、监测、诊断、决策以及自愈等能力，允许多种可再生能源以电能形式接入，从而提高整个电力系统产生、输送、供应、耗用、调配电能的效率，实现整个电力系统安全、经济、优质、高效运行，推进电力市场运营的有序性，促进节能减排和低碳经济发展[1]。

综上所述，可知实现智能电网有效管理的基础，是依托现有电力资源基础，利用相关技术，建立起电力系统各个环节的信息管理系统，形成电力资源的优化和应用整合，提供一体化解决方案，构建纵向管理体系，为智能电网的综合利用提供有力的支撑。

1 RFID技术分析

智能电网信息管理系统的基础是电力系统中各种设备运行参数的准确采集，而要实现这些功能，就需要实现电力系统运行过程的智能化测量、数字化传感、自动化诊断等技术的应用，而RFID技术就是应用较为广泛的信息采集技术之一。

RFID(radio frequency identification，射频识别)是利用射频信号通过空间融合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到自动识别目的技术。典型的RFID系统由标签(tag)、读写器(reader)、中间件(middleware)和控制计算机及软件等四部分组成，具体结构如图1所示。其中电子标签是RFID系统中数据的载体，存储了被识别物体的信息，它主要通过标签的形式附着在需要被识别的物体上，起到采集信息和向外传送信息的功能。读写器是用来进行信息的读/写或者读设备，主要用来读取电子标签中的信息，并且将识别的信息通过中间件上传至控制系统的软件系统中，软件系统中内置数据库，以便对上传数据进行有效地存储。一般的阅读器主要由高频模块即频率的发送器和接收器，和应答单元相连接的耦合元件即线圈和微波天线以及控制单元组成。其工作的频率可以分为低频、高频、超高频和微波等四个频段，每个频段具有不同的特点，适用于不同的工作场合。

图1 RFID结构

射频识别卡的优点就在于它的非接触性，因此可以实现在识别工作时无须人工干预的功能，适于自动化程度高、工作环境可靠性要求低，范围广的工作场合。RFID技术是一个崭新的技术应用领域，它涵盖了射频技术、密码学、通信技术和半导体集成电路技术，是一个多学科综合的新兴学科。近年来，在零售业、图书馆服务、供应链管理等领域得到广泛使用。目前，RFID技术也逐步应用于电力系统中，用以构筑智慧电网的数据采集层，对提高智能电网的数据处理具有重要意义。

2 基于RFID技术的智能电网远程信息管理系统的构建

智能电网主要由三大部分构成，整体结构如图2所示，分别为数据感知层、通信层、信息处理及应用层。数据感知层的主要功能是采集设备的运行参数，主要由数据采集模块来构成；通信层由公共通信网络来构成，根据实现的需要可以选择Internet、GSM、GPRS、3G等网络组成；起到远程通信的作用；信息处理及应用层内置数据库，内设设备标准参数表、运行参数表、故障信息表、维护信息表等，以便对运行数据进行有效地分析，实现运行状态的有效控制。

监控系统的数据采集层包括数据采集、信号近距离传输、故障点定位等功能。因此，在底层数据采集过程中，需要利用RFID技术进行数据采集，利用ZIGBEE技术进行信号的近距离传输。如图2所示，数据采集层由5个部分组成，包括网关、数据融合中心、基站、电子标签、参考节点。网关负责与通信网的接口功能，起到发送和接收信息管理层的数据及命令、开启网络、等待其他类型的节点入网的作用，网关通过RS232与数据融合中心相连接；底层数据融合中心是底层数据的初步处理，以便实现数据模式的统一、故障点的及时确定等功能；基站主要由ZIGBEE模块和RFID读写器组成，具体功能是在接收数据的过程中，以调制的方式形成射频信号，通过天线不断地向外发送射频信号，以便数据的无线传输，基站内的ZIGBEE模块和RFID读写器之间通过RX/TX（接收/传送）进行数据的传输；电子检签是由ZIGBEE模块盲节点和RFID标签组成，它们通过SPI接口连接起来，其功能是接收基站发送过来的射频信号，经过解调和解码后，将数据通过SPI方式传送给ZIGBEE模块；基站与电子标签内的ZIGBEE模块将自身的位置信息通过无线的方式发送给ZIGBEE参考节点，以便准确地确定数据采集点的位置，从而确定出故障点位置。

图2 系纺整体结构图

3 结束语

智能电网的主要思想是以信息技术来改造现有的能源利用体系，最大限度地提高电力能源利用效率。因此，通过电力电子技术、通信技术、控制技术来实现一个数字化信息网络体系，可以有效地提高电力系统的能源转换效率、电能利用率，从而提高供电的质量和可靠性，是实现电网智能化的前提和保证[2]。

本文采用RFID技术构建了无线射频数据采集层，实现了精确采集运行环境和设备状态信息，代替了人工观测，提高了数据的精确度。同时又采用ZIGBEE网络实现了信息的短距离无线传输，构建了以RFID和ZIGBEE为主体的故障点快速定位体系，便于设备故障的早期诊断和预警，从而有效地提高了智能电网的信息管理能力和故障预防能力。

[1]赵伟，姚钪，黄松岭，等.对智能电网框架下先进测量体系构建的思考[J].电测与仪表，2010（5）：1-3.

[2]郭献崇，康俊霞，谢芳.基于RFID技术的智能电网MIS的构建[J].电源技术，2012（6）：832-833.