電力通信技術(shù)在智能建筑電氣的應(yīng)用

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摘要：隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和進(jìn)步，信息化、數(shù)字化和智能化技術(shù)在自動(dòng)控制領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，在保證精準(zhǔn)度的同時(shí)，也給工作質(zhì)量提供了保障。經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展帶動(dòng)用了電量的不斷增加，電力通信網(wǎng)和電力一次網(wǎng)進(jìn)行了更加密切的“兩網(wǎng)融合”，在智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中，電力通信技術(shù)在電力電網(wǎng)發(fā)展過程中起著至關(guān)重要的作用，建筑電氣工程智能化管理有利于提高對(duì)其的控制水平，建筑電氣運(yùn)用智能化技術(shù)，使施工過程中各種設(shè)備安裝、調(diào)試的精度得到了提高和改進(jìn)，確保了建筑工程的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：通信網(wǎng)絡(luò)；人工智能；電力通信；智能電網(wǎng)

1智能電網(wǎng)及電力通信技術(shù)

1.1智能化技術(shù)的理論基礎(chǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展，電氣工程在生產(chǎn)和生活中占據(jù)著越來越重要的作用，計(jì)算機(jī)技術(shù)中的高端分支智能化技術(shù)也逐漸被運(yùn)用于電氣領(lǐng)域，電氣自動(dòng)化控制中對(duì)智能化技術(shù)的應(yīng)用，更好地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的控制效果。隨著智能化技術(shù)的不斷更新和進(jìn)步，各個(gè)領(lǐng)域開始普遍采用智能化技術(shù)，對(duì)智能化技術(shù)進(jìn)行研究是以智能化理論為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新和開發(fā)。人工智能是對(duì)人類的行為進(jìn)行模仿，并進(jìn)行分析和判斷，通過過程控制和相關(guān)控制，可以實(shí)現(xiàn)某些特定的智能操作。通過合理應(yīng)用智能化技術(shù)，用智能機(jī)器代替人的作業(yè)，可以減少工作人員的作業(yè)強(qiáng)度和壓力，提高工作的可靠性，以及提升電氣管理的水平。

1.2智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)帶有互動(dòng)化、自動(dòng)化以及信息化的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)不僅對(duì)我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)起到推動(dòng)作用，而且能夠在客觀上推動(dòng)電力通信、電力營(yíng)銷、電網(wǎng)保護(hù)、電力調(diào)度的進(jìn)一步發(fā)展。電網(wǎng)智能化簡(jiǎn)稱為智能電網(wǎng)，該技術(shù)通過現(xiàn)代化傳感和測(cè)量技術(shù)，以高速集成雙向通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，在決策支持系統(tǒng)和多元化控制模式的協(xié)助下，使電網(wǎng)能夠可靠、安全和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

1.3電力通信技術(shù)

電力通信技術(shù)在構(gòu)建智能電網(wǎng)高速集成雙向通行網(wǎng)絡(luò)方面發(fā)揮著非常重要的作用，同時(shí)在電力通信技術(shù)、電力系統(tǒng)的自動(dòng)化等方面也發(fā)揮著積極的作用。在控制過程中，建筑電氣工程智能化技術(shù)可對(duì)各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，把信息轉(zhuǎn)化為圖像、聲音、圖形等形式表達(dá)給用戶，從而實(shí)現(xiàn)信息的交流。電力通信技術(shù)可以顯著提升系統(tǒng)的工作效率，且當(dāng)前智能化技術(shù)的應(yīng)用向著多元化和多系統(tǒng)集成的綜合性方向發(fā)展，技術(shù)應(yīng)用的工序較少，且精度和效率都很高，這兩個(gè)指標(biāo)也是衡量自動(dòng)化控制水平的重要參考內(nèi)容。因智能化技術(shù)使用多個(gè)處理器，高速CPU和RISC芯片具有很高的工作效率，且工作精度也很高，因此，采用電力通信技術(shù)有利于電力系統(tǒng)的調(diào)度，可使電力系統(tǒng)保持高效運(yùn)行，采用該技術(shù)，電網(wǎng)智能化水平能夠得到不斷的提升和改進(jìn)，使電力系統(tǒng)更便于人為控制。

1.4依托于電力通信技術(shù)的智能電網(wǎng)構(gòu)建

建立智能化電網(wǎng)需要具備三個(gè)要素：第一，構(gòu)建實(shí)時(shí)、雙向、高效的電力通信網(wǎng)絡(luò)框架；第二，在運(yùn)行過程中進(jìn)行精細(xì)化、智能化的管理決策；第三，及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)控與采集電力系統(tǒng)的智能數(shù)據(jù)。在建設(shè)智能網(wǎng)絡(luò)的過程中，電力通信基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是重要的硬件保障，現(xiàn)代化管理、自動(dòng)化控制和市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)三方面構(gòu)成了電力通信基礎(chǔ)設(shè)施，電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)置離不開自動(dòng)化控制技術(shù)，更依托于電力市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)和現(xiàn)代化管理中企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換等工作的支撐。

2智能化技術(shù)在現(xiàn)代建筑電氣中的應(yīng)用

2.1智能化技術(shù)在建筑電氣化自動(dòng)控制中的應(yīng)用

在建筑電氣中，為保證其安全可靠運(yùn)行，避免發(fā)生突發(fā)事件，要在電氣設(shè)備內(nèi)部設(shè)置保護(hù)和控制系統(tǒng)，包括變壓器裝置、照明裝置等。在對(duì)建筑電氣進(jìn)行管理和控制的過程中，需要運(yùn)用精密傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)與GPS定位技術(shù)，在電氣設(shè)備內(nèi)“植入”GPS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)對(duì)電氣設(shè)備的定位，為定位操作提供基礎(chǔ)保證；然后借助精密傳感技術(shù)，把關(guān)于電氣設(shè)備運(yùn)行的信息數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，這樣計(jì)算機(jī)系統(tǒng)便取得了來自GPS定位部位的電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)信息參數(shù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)把搜集到的數(shù)據(jù)信息和存儲(chǔ)的歷史信息進(jìn)行對(duì)比，便于及時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)存在的問題，同時(shí)在控制系統(tǒng)中，電氣相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)電路和電氣的相關(guān)知識(shí)，對(duì)控制系統(tǒng)的程序進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置相關(guān)自動(dòng)執(zhí)行處理操作，實(shí)現(xiàn)電氣工程的自動(dòng)化控制。這種方式可有效避免突發(fā)事件的發(fā)生。

2.2智能化技術(shù)在建筑電氣工程故障檢測(cè)分析中的應(yīng)用

建筑電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理和控制后，要對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，以確保電氣設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)。傳統(tǒng)的故障診斷方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，結(jié)果可靠性低，且方法步驟較復(fù)雜?？山柚悄芑芾砑夹g(shù)對(duì)建筑電氣系統(tǒng)進(jìn)行控制和保護(hù)，智能化程序能及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的故障，并迅速報(bào)警，對(duì)產(chǎn)生故障的部位進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，同時(shí)把搜集到的數(shù)據(jù)信息傳送到智能故障分析系統(tǒng)，對(duì)存在故障的部位開展故障分析或提出維修處理建議，便于技術(shù)人員進(jìn)行維修。當(dāng)前，智能化故障預(yù)測(cè)分析技術(shù)主要是借助智能監(jiān)控，采用專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊系統(tǒng)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析。電機(jī)和變壓器是重要的電氣設(shè)備，當(dāng)存在故障時(shí)，要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行排查和處理，以保證電氣線路的正常運(yùn)行，采用智能化技術(shù)后，系統(tǒng)首先會(huì)分析變壓器油中的氣體成分，這為電氣維修人員開展電氣設(shè)備維修工作提供了參考依據(jù)，便于分析故障產(chǎn)生的原因。

2.3智能化技術(shù)在建筑電氣設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)，電氣智能化系統(tǒng)采用遺傳算法和專家系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)該功能。遺傳算法借助生物界的進(jìn)化規(guī)律開展隨機(jī)搜索，這是一種先進(jìn)的、科學(xué)的計(jì)算模型，通過模擬達(dá)爾文生物進(jìn)化論中的自然選擇理論與生物進(jìn)化論的遺傳學(xué)原理來進(jìn)行運(yùn)算，智能化系統(tǒng)借助生物進(jìn)化的相關(guān)規(guī)律，通過分析搜集到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的缺陷，之后借助專家系統(tǒng)對(duì)這些缺陷進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，把智能化技術(shù)中專家系統(tǒng)與遺傳算法有機(jī)地結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)建筑電氣設(shè)備性能參數(shù)的優(yōu)化。

2.4智能化技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

近年來，在建筑節(jié)能中廣泛地使用和推廣智能化技術(shù)，這不僅可為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益，也符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略理念。在建筑行業(yè)中，電梯、公共照明系統(tǒng)、空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)等設(shè)備采用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)建筑設(shè)備進(jìn)行控制和管理，提升了系統(tǒng)的工作效率，同時(shí)保證系統(tǒng)響應(yīng)的準(zhǔn)確性。

3智能電網(wǎng)中電力信息通信技術(shù)的應(yīng)用

3.1進(jìn)一步完善通信體系性能

隨著我國(guó)智能電網(wǎng)的迅猛發(fā)展，電網(wǎng)通信方面的安全和管理問題也需要得到有效的解決。在智能電網(wǎng)的覆蓋下，電力通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更加開放，且具備通用標(biāo)準(zhǔn)——IEC61850，通過該標(biāo)準(zhǔn)，電力網(wǎng)絡(luò)的操作性可獲得大幅度的提升。在建設(shè)智能電網(wǎng)的過程中，設(shè)備間的信息通過電力通信技術(shù)進(jìn)行了有效的傳輸，同時(shí)借助電力通信的安全技術(shù)，系統(tǒng)的抵御攻擊和保密方面性能優(yōu)越，電力網(wǎng)絡(luò)安全性獲得了大幅度的提高。在智能化電網(wǎng)中，要使智能電網(wǎng)具備高效、安全、自愈、互動(dòng)的特性，通信體系要具備更高的可靠性與保密性，系統(tǒng)對(duì)信息安全提出了更高的要求，以保證智能電網(wǎng)的安全性。

3.2提升智能電網(wǎng)下電力網(wǎng)通信水平

3.2.1采用多元化的通信手段

隨著我國(guó)信息網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的大量資金投入和智能電網(wǎng)的迅猛發(fā)展，我國(guó)通信容量?jī)?chǔ)備在不斷地變小，大部分通信處于重載狀態(tài)，還有部分通信通道已處于飽和狀態(tài)，因此，選取具有可靠性、靈活性和多樣性的通信手段具有重要意義。我國(guó)電網(wǎng)通信主要采用光纖方式進(jìn)行信息傳輸，電力載波、微波、衛(wèi)星等成為主要的輔助通信傳輸手段。智能電網(wǎng)是隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展以及電力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷革新而興起的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是在世界電力技術(shù)以及電網(wǎng)理論的革新基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通信手段的進(jìn)一步提高極大地促進(jìn)了智能電網(wǎng)通信水平的提高，無線、4G、光纖和PON等通信手段主要以通信資源為主，通過與移動(dòng)、電信、聯(lián)通等公網(wǎng)的融合，有效地實(shí)現(xiàn)了資源共享，擴(kuò)大了智能電網(wǎng)的服務(wù)范圍。

3.2.2擴(kuò)大通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋性

當(dāng)前我國(guó)主要網(wǎng)絡(luò)雖采用光纖化傳輸方式，但網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率不高，當(dāng)前配電網(wǎng)覆蓋率小于15%，電力通信網(wǎng)絡(luò)仍需不斷延伸，特別是和電網(wǎng)延伸有關(guān)的配電、變電、用電、送電等過程，需要對(duì)這些過程的通信能力進(jìn)行有效地提升。在電網(wǎng)建設(shè)方面，我國(guó)仍然處于初步發(fā)展階段，要積極開發(fā)并推廣智能電網(wǎng)技術(shù)，就要對(duì)電力通信的基礎(chǔ)建設(shè)工作進(jìn)行強(qiáng)化和完善，加大對(duì)電力通信基礎(chǔ)設(shè)施的投資強(qiáng)度，在用電的部位盡可能建立全面覆蓋的電力通信網(wǎng)，使用電的每個(gè)角落都可采用電力通信技術(shù)，推廣智能電網(wǎng)的重點(diǎn)領(lǐng)域涵蓋變電、發(fā)電、送電和用電等領(lǐng)域，有效提升智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)收集和處理能力，有效發(fā)揮智能電網(wǎng)的功能。目前我國(guó)光纖覆蓋率較為薄弱，這就需要不斷提高光纖覆蓋率，不斷提高光纖覆蓋地區(qū)的配電和用電環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高發(fā)電、配電和用電客戶的互動(dòng)和決策水平。要進(jìn)一步推動(dòng)光纖網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，將光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋推廣到每一個(gè)角落，實(shí)現(xiàn)需求地區(qū)的遠(yuǎn)程智能配電、抄表、電力營(yíng)銷等無縫隙覆蓋服務(wù)，通過無線光網(wǎng)、移動(dòng)無線、固定無線和PLC等通信方式推進(jìn)光纖入戶。當(dāng)前我國(guó)光纖通信面臨著信息傳遞瓶頸的問題，這就需要不斷優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)信息容量，不斷提高資源利用率，并且在此基礎(chǔ)上要向新能源領(lǐng)域以及低電壓電網(wǎng)發(fā)展。建立一體化的通信網(wǎng)絡(luò)管理體系，有效地將配電網(wǎng)、主網(wǎng)和用電網(wǎng)進(jìn)行結(jié)合。在智能電網(wǎng)的建設(shè)過程中會(huì)遇到難度較大的施工地點(diǎn)，尤其是當(dāng)電力建設(shè)的環(huán)節(jié)比較險(xiǎn)峻，電力區(qū)間的跨度較大，線路輸送較長(zhǎng)時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，采用遠(yuǎn)方監(jiān)控、控制以及作業(yè)聯(lián)絡(luò)等需求方式，另外要將光纖開發(fā)與無線相結(jié)合，固定通信同移動(dòng)通信相結(jié)合，建立新型的通信方式。

3.3積極采用智能電網(wǎng)下電力網(wǎng)通信新技術(shù)

目前4G技術(shù)已得到了廣泛的應(yīng)用，它是在原來3G基礎(chǔ)上，利用230MHz電力負(fù)荷無線通信頻點(diǎn)資源以及開發(fā)式的構(gòu)架，將智能控制、智能傳感和智能保護(hù)運(yùn)用到電網(wǎng)中，為用戶提供一個(gè)可靠、安全的使用環(huán)境，具有信息和物理雙重的安全可靠性。IPv6技術(shù)具有高安全性、靈活性等特點(diǎn)，能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)提供更大的地址空間，對(duì)于智能電網(wǎng)的建設(shè)而言，此技術(shù)有利于將發(fā)電、變電、輸電、用電等技術(shù)納入這個(gè)技術(shù)之中，使智能電網(wǎng)進(jìn)入雙向通信空間。當(dāng)前我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)建立在IPv4協(xié)議基礎(chǔ)上，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，原有協(xié)議已經(jīng)不能滿足網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求，IPv6協(xié)議成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)地址的主要發(fā)展方向，并且隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)以及網(wǎng)絡(luò)的普及，此協(xié)議將很快地運(yùn)用到智能電網(wǎng)的發(fā)展中，并且成為推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

3.4構(gòu)建電力信息通信的應(yīng)急機(jī)制

要準(zhǔn)備和建立針對(duì)自然因素對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生損壞的備用電源與應(yīng)急通信機(jī)制。自然因素涉及臺(tái)風(fēng)、地震、雪災(zāi)、泥石流等災(zāi)害，可進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無線接入或微波接入。建設(shè)后備電源系統(tǒng)時(shí)，可充分結(jié)合分布式能源與微電網(wǎng)技術(shù)，積極建設(shè)與開發(fā)微通信網(wǎng)，發(fā)展自組網(wǎng)技術(shù)與脫網(wǎng)自通，預(yù)防重大自然災(zāi)害，并構(gòu)建智能電網(wǎng)下的電力應(yīng)急機(jī)制，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，能夠及時(shí)解決用電問題。

3.5做好智能電網(wǎng)中電氣的設(shè)計(jì)工作

在智能電器設(shè)計(jì)階段，要設(shè)置科學(xué)合理的設(shè)計(jì)目標(biāo)，保證設(shè)計(jì)的目標(biāo)滿足項(xiàng)目的實(shí)際具體情況。因智能化建筑設(shè)施復(fù)雜且功能全面，所以對(duì)于電氣提出了很高的設(shè)計(jì)與管理要求。因每種設(shè)備都有自身的優(yōu)點(diǎn)與缺陷，且功能上存在差異，所以設(shè)計(jì)時(shí)不可追求“新”、“全”的目標(biāo)，這不僅會(huì)增加建設(shè)成本與施工難度，還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果，造成資源浪費(fèi)。在進(jìn)行智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合項(xiàng)目的具體情況，實(shí)事求是，選擇恰當(dāng)?shù)碾姎庀到y(tǒng)和設(shè)備，并使用合適的控制技術(shù)，這樣才能最大限度地發(fā)揮電氣系統(tǒng)和設(shè)備的功能，滿足使用要求；在選擇可靠設(shè)備時(shí)，還要注重經(jīng)濟(jì)適用性；在采用新技術(shù)時(shí)，要保證建筑電氣工程的安全可靠，且對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和簡(jiǎn)化，降低工程造價(jià)。

4結(jié)論

建筑電氣工程采用智能化技術(shù)，可提升工作效率，有效地對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化管理及控制，并可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障，進(jìn)行有效地排查和處理，同時(shí)還可以不斷對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和優(yōu)化，極大地提升建筑電氣的工作效率。在強(qiáng)化智能電力通信技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，還要科學(xué)合理地對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃與布局，并要隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，不斷地進(jìn)行完善和優(yōu)化，有效開展電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)工作，做好配套基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，在開發(fā)智能電網(wǎng)的過程中，要強(qiáng)化對(duì)智能電力通信技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā)的力度。在應(yīng)用電力通信技術(shù)時(shí)，要注意系統(tǒng)的適應(yīng)性與匹配性，保證智能電網(wǎng)可安全、高效、可靠的運(yùn)行，同時(shí)還要對(duì)其將來的發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，這樣才能使電力通信更好地達(dá)到智能電網(wǎng)的應(yīng)用條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]李賀.電氣工程自動(dòng)化的智能化技術(shù)應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（16）：48.

作者：徐安 殷有春 單位：北京瑞拓電子技術(shù)發(fā)展有限公司