关键词：物联网；智能电网；变电站；技术架构；应用方案
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：2095-1302（2015）06-00-03
0引言
智能电网就是电网的智能化。物联网技术可用于智能电网的发电、输电、变电、配电和调度等多个环节。构建智能电网需要引用最先进的技术，包括感知技术、网络通信技术、智能决策技术、自动控制技术以及能源电力技术等，并将它们紧密结合起来，形成一个相互协调的有机体系。智能电网的建设与发展离不开以下几方面因素：双向、高效、实时的通信网络架构；智能化、精细化的管理及决策；准确、智能的数据采集与控制[1]。然而，目前智能电网建设尚在起步阶段，如何从物联网技术的角度审视智能电网的功能需求搭建智能电网的系统组成结构，尚待进一步深入研究探讨，尤其智能配电站这个环节至关重要。物联网是一个形式多样、涉及社会及生活各个领域的复杂系统[2]。本文基于物联网在智能电网领域的应用为背景，讨论分析智能电网的功能需求和系统功能组成，作为应用案例提出一种智能变电站解决方案。
1智能电网功能需求分析
对于面向智能电网的物联网应用，主要目的是使电力系统生成环节的信息化得到有效提高，同时提高自动化程度[3]。智能电网是相对传统电网的升级和跨越，目前还没有一个明确的定义，但它代表了电力系统的未来发展方向，强调的是“坚强”和“智能”两个基本内涵。以坚强为基础发展智能化，就是以能够防御多重故障、防止外力破坏、防灾抗灾的坚强网络架构为基础，以现代通信技术平台为支撑，以大数据分析智能决策控制为手段，将覆盖所有电压等级的电力系统（包括发电、输电、变电、配电、用电和调度各环节）实现电力流、信息流及业务流的有机融合。也就是说，具备智能电网性能的电力系统需要涵盖指向家庭用户、公共用户以及工厂用户传输电力的各种电力网络，并能兼容各类电源和用户的接入与退出。智能电网全景视图如图1所示。
智能电网作为能源输送和配置的重要平台主要应在以下几个方面凸显智能化。
（1）作为电力系统，应能够坚强可靠：①全面支撑特高压交、直流输电网络，服务于大范围的资源优化配置，节约有效装机容量；②适应并促进清洁能源的发展，利用大容量储能技术，使清洁能源成为更加经济、高效的能源供给方式；③实现高度智能化的电网调度，做到在线智能分析、预警和决策，实现交直流混合电网的精益化自动控制；④实现高效、灵活、优质的电力配送，具备接纳分布式能源系统的接入能力。
（2）对于用电客户具备综合服务能力，能够实现电网与用户之间的实时互动：①借助双向供电技术，实现电源、电网、用户协调互动营销；②完善需求侧智能管理，改善电能质量。例如，采取分布式电源、智能电表、分时电价等手段平衡电网负荷，节约电量消费；③具有电动汽车充放电机制和配套的基础设施网，为智能建筑、智能家电、智能交通等领域提供电网的综合服务。
（3）在信息处理方面，应能够实现电网管理的信息化和精益化，实时评估电网的健康状态。智能电网覆盖电网各环节通信网络，信息通信是智能电网的神经系统，因此应具备利用大数据、云计算技术、信息融合技术以及可视化技术等对信息资源进行集中管理、挖掘、分析、反馈的智能决策系统，为电网数据的分析与处理提供一体化的管理手段。
（4）在网络安全方面，基于智能电网的网络更广、交互更多、技术更新、用户更广的基本特征，应形成智能电网下的信息安全体系体制，确保智能电网业务系统的稳定运行，保障电网业务数据安全。
总之，将物联网技术应用于智能电网领域，通过有效整合电力系统基础设施、通信网络设施等资源，实现电力系统的电力流、信息流及业务流的一体化融合，优化资源配置，以充分满足用户对电力的需求。
2电力物联网系统的组成
将物联网技术应用于智能电网建设，就是在电力生产、输送及消费各个环节，部署具有感知能力、计算能力和执行能力的感知设施，采用标准协议通过电力系统数据通信网络，实现信息的安全可靠传输、协同处理、应用集成。为简单起见，把这种面向智能电网的物联网简称为电力物联网。依据物联网的体系结构，电力物联网可分为感知层、网络层和应用层3层。
（1）感知层。感知层主要通过部署各种新型微机电系统（MEMS）传感器、嵌入式智能传感器、智能采集设备等实现电力系统相关信息的识别和采集。
（2）网络层依托电力信息通信网如电力无线宽带网、无线传感网、光传输网、公共通信网络等，实现感知层和应用层之间的电力信息传输。
（3）应用层主要采用智能计算、模式识别等技术对感知层所感知的数据信息进行综合分析和处理，实现智能化决策、控制和服务。
依据美国能源部关于智能电网架构设计方案，智能电网主要由输电自动化、系统协同与态势评估、系统运行调度、配电自动化、可再生能源接入、能源效率、分布式发电与储能、需求参与信号和方案，以及智能家电9大部分组成。图1给出了一个从电力产生一直到被传送到终端用户的过程。首先，由发电厂（包括煤电、水电、核能、太阳能、地热及风能等）将电力生产出来。为了减少远距离传输所产生的线路损耗，一般是生产和传输高压电（110kV～400kV）。然后通过分发网络传送给终端用户。分发网络的特性在于其是层级结构的电网，高压线与（初级）变电站相连并将电压由高压降低至中压，中压进一步通过二次变电站降至低压。一般通过一次变电站通常减少40kV～60kV，线电压慢慢降低直到达到用户变压器的要求，或通过二次变电站达到380/220V。在变电站经过一连串的变压后，将电流从电力源头传输至每个最终用户，并在终端用户处利用智能电表监测电力的使用情况，或完成其他功能。例如，在控制中心通过数据分析工具、智能决策系统实现资源优化配置。显然，智能电网是一个庞大复杂的物联网综合应用系统。
从电力物联网的组成来讲，有多种智能电网网络架构方案，可以实现对发电、输电、变电、配电、用电、调度等各个环节的智能化。目前，电力物联网可以设计实现的典型系统为：①在电力生产环节，建立风光储联合发电厂微气象监测系统，保证水电站安全运行的大坝监测系统、发电机组状态监测系统、火力发电站的烟气排放监测系统等。②在输配电环节，建立输电线路在线动态监测系统，杆塔安全防护系统，高压电气设备温度在线监测系统，智能变电站综合自动化系统，包括二次变电站的监控和变电站状态检修、智能巡检系统等。③在用电侧，建立智能用电服务系统包括智能计量、智能用电小区服务系统、电动汽车智能充放电服务网络、用电信息采集以及电力资源管理系统等。然后，再将这些智能化系统综合集成，即可实现智能电网的基本功能。
3智能变电站解决方案
在电力物联网中，智能变电站具有举足轻重的地位。智能变电站是一种新型变电站模式。智能配电网系统的关键技术主要包括配电自动化技术、配电网自愈控制技术、智能配电网调度技术等，只有综合各项关键技术的应用，才能实现智能配电网系统的功能建设[4]。其智能化水平主要体现在一次设备智能化、二次设备网络化、信息交换标准化等方面。变电站只有更加自动化、智能化，才能满足电网的智能化需求。
智能变电站相比结构简单且使用常规型电源和互感器件的传统变电站来说，在技术架构上需要进行重大改变，例如用电子互感器和智能一次设备替代传统互感器和传统一次设备等。从系统功能实现的角度，依照IEC61850标准可以将智能变电站系统分为站内逻辑控制层（简称站控层）、间隔层和过程层（也称设备层）以及网络通信系统几个部分分别予以实现。一种智能变电站网络组成结构如图2所示。
图2智能变电站系统网络组成结构
3.1站控层
站控层是变电站的主要控制系统，包含变电站就地操作后台系统、外部数据交换接口和整理功能服务系统、安全保护系统等，实现电网运行数据的全面采集（SCADA）和实时共享，支撑电网实时监视控制、防误闭锁、电压无功控制、区域安全稳定控制和信息管理等相关功能，做到一次设备智能化、二次设备网络化、信息交换标准化、运行控制自动化。站控层主要包括主机、操作员工作站、远程网络通信设备、网络通信记录分析系统等。在人与计算机相互交叉与联系的平台内，站控层提供管控中心、设备中心、检测中心及管理中心之间的数据传输。从过程层到管控中心均采用统一的IEC61850规约进行信息交换，以统一标准实现变电站内、外的信息共享。
3.2间隔层
间隔层主要包括继电保护装置、系统测控装置、稳控装置、计量装置、合并单元等二次设备。间隔层实现的功能主要包括：①对一次设备的保护控制；②采集、汇总本间隔过程的实时数据信息；③本间隔层的操作闭锁；④进行数据分析、信息反馈、故障处理；⑤与过程层进行通信等。以110kV智能变电站为例，在二次设备网络化配置中关键是保护装置、测控装置以及交换机的配置。
（1）保护装置，主要包括：①110kV母线保护；②110kV母联与分段保护；③主变压器保护。这种方式主要是让变压器保护能够实现直接采样，经GOOSE网络就可以传递失灵保护跳闸的控制命令，进而执行跳变动作。
（2）测控配置，按照IEC61850标准及要求对测控装置进行建模，使其具有自描述功能，且能直接与站控层设备进行通信。
（3）交换机配置，除了配置站控层监控交换机、网络交换机之外，主要是间隔层网络交换机的配置。实际中应根据设备室及不同的电压等级，配置不同数量、不同用途的间隔层交换机。
3.3过程层
过程层是智能变电站的主要工作区间，包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及所属的智能组件，以及独立的智能电子装置。因此过程层也可称为设备层，主要完成变电站电能分配、变换、传输及其测量、控制、保护、计量、状态监测等相关功能。过程层由G00SE网络层和采样值（SV）网络组成。智能终端设备采用集中化系统管理，集中化系统位于网络控制中心。过程层设备通过过程层总线和间隔层设备相连接，并通过GPS授时信号产生系统的同步时钟信号。
3.4通信网络系统
通信网络的任务是完成变电站自动化系统内部及与其他系统之间的实时信息交换。智能变电站内的设备，如智能终端、包含装置、测控装置、校时系统等通过以太网实现信息交换。后台与间隔层装置之间通过MMS网通信，过程层与间隔层装置之间利用GOOSE网络传递状态量、跳合闸命令，以实现全站信息的网络化传输。站控层网络可选用成熟方案（国外单环网，国内单/双环）；过程层网络可根据实际情况确定网络拓扑结构。
以110kV智能变电站为例，根据IEC61850提供的通信系统解决方案，站控层采用双星型冗余以太网方式，主要传输MMS与GOOSE报文。在逻辑上，站控层内部、站控层与间隔层之间均设立数据交换接口。间隔层采用以太网（双星型冗余），主要传输MMS或GOOSE报文。过程层采用星型以太网，并冗余网络配置，主要传输GOOSE报文。这种方式不但可以节省二次电缆，而且可实现设备、网络的在线监测。
4结语
基于物联网技术构建电力物联网有多种技术方案可供选择。建设智能电网的关键是技术方案的选择与设计。在智能电网中，变电站掌控变压器的运行和变压器、断路器、电子式互感器、自动开关以及电涌保护器等。因此，智能变电站的应用方案成为电网智能化的核心问题之一。这种电力物联网应用方案的优势在于：①能够处理调度计划和跨区能量传输中的不确定性；②方便接纳可再生性能源；③有效优化输配电网络的传输容量，满足对电能质量和可靠性的需求；③对电力系统运行中不可预见的突发事件应急处理。当然，影响智能电网性能的技术要素非常之多，本文仅是对智能电网中智能变电站的解决方案进行了一些讨论，希望以此为物联网应用领域的拓展、构建电力物联网提供参考。
参考文献
[1]周来，孟祥萍，张本法，等.智能电网通信与信息管理系统核心问题研究[J].计算机技术与发展，2015（4）.
[2]刘化君.物联网体系结构的构建[J].物联网技术，2015，5（1）：78-80.
关键词：智慧档案馆技术系统云计算
智慧档案馆以现代计算机技术为依托，对现有数字档案馆信息整合的数字化、传输网络化、管理自动化、资源共享化等进行进一步深化。智慧档案馆的建设必须改变传统的单向思维方法，突破数字图书馆的桎梏，实现整体的蜕变与管理形态的进化。
一、信息化管理全面化
与传统的数字档案馆管理方法不同，智慧档案馆在现代城市发展背景下将档案馆资源的信息化管理逐渐转变为业务的全方面信息化管理，借助现代智慧城市生态化建设的理念与信息技术特征实现了档案馆管理的全面信息化，无论是从档案具体资源的管理、档案信息基础设施建设、档案馆业务流程等方面都做出了很大程度的改进，进一步提升档案馆的运行效率，为生态城市建设提供更加有利的参考，为智慧城市整合消费者的广泛与需求提供更优质的服务；另外，城市智慧档案馆能够捕获档案使用者的行为习惯，并形成文件形成者、档案工作者与使用者相互之间的桥梁，便于智慧档案馆的不断完善。
系统架构中的档案感知与获取系统、全面档案馆管理系统、档案智能服务系统、档案文化社区系统是整个技术系统架构中最重要的四个方面，实现了与数据库的相互交互以及智慧图书馆功能实现的具体目标。
二、信息资源库的精细化
智慧档案馆实现了信息资源的全面整合，因此对档案馆内部信息系统的构建提出更高的要求，一方面随着城市发展速度的不断加快，各种新资源的出现使得档案馆资源的来源与种类逐渐增多，资源的来源已经不仅仅局限与传统数字档案馆，而且将资源的范围扩展到现代计算机云数据中心、各类社交媒体、电子商务馆，这些资源的获得能够为社会发展提供更好的推力，智慧档案馆将所有资源进行统计并统一安排，能够满足智慧城市建设下的各种需求，为人类的持续进步提供动力，并为后代子孙构建资源提供全面的信息参考；另一方面，从档案馆数据整理、保管、处理与档案利用方面来看，智慧档案馆的建设并不仅仅包括接收库的信息资源，而且还要建立支撑档案馆运作的相关基础设施、行政办公、财务管理、技术保障等所有业务构成，同时还要根据智慧档案馆理业务特点实现各个部分的精细化管理，满足现代智慧档案馆系统运营的要求。
三、业务实现的感知化
智慧城市建设利用现代物联网实现了人、物体、系统、数据库的互通互联与智能化联动，实现了系统的分析、判断与感知功能。智慧档案馆在技术系统上也应该具有这样的智慧特征以及实现和人类智慧相统一的管理体系。
（一）数据感知器
主要是系统中用来实现数据集成、迁移、交换等的感应系统，利用现代计算机智能数据处理中心实现数据库之间的同步、转换。
（二）系统和数据之间的感知器
系统和数据库相互之间的智能处理与自动感知系统，利用专用的信息化组件、数据整合设备、语义处理等技术实现相互之间数据的自动存储与高效访问。
（三）系统感知器
系统与系统之间进行的智能交互与业务协同行为，支持系统不同部门的业务协同与流程的优化，整体上提升了档案馆的运行效率。
（四）行为感知器
人与系统形成自动沟通与自动匹配过程，系统通过智能感知系统获取人的行为，并进行分析与处理，使得系统与人的契合度更高。
智慧档案馆利用现代物联网与计算机数据自动化处理技术，将静态的物体、数据等拟人化，进而转变为能够进行主动思维的对象，使得档案馆逐渐从平面系统升级为立体系统，从被动的服务主动转变为系统自动服务过程，实现了基础设施、系统工具、系统工作的整体向自动化、智能化方向发展。
四、信息服务的知识化
随着数字档案馆的快速发展，档案馆资源的数量也呈现出日趋上升的趋势，云计算技术的使用使大数据能够有效整合，并且能深层次挖掘大数据的价值，为社会发展提供服务。未来档案馆的发展将摆脱以“件”或者“卷”为单位的档案资源收集与保存，而更加体现档案在形成中的相关特征，通过记载人们在日常业务活动中形成的既定特征与业务开展的具体背景，分析或者进一步挖掘其中蕴含的深层次的内容，为社会发展提供更充足的经验、知识及方法。智慧城市中大数据的发展理念与计算处理方法使得传统档案馆的建设逐渐实现了全面数字化，提供信息资源检索目录以及关键词索引，为大数据资源存储中数据的调用提供有力的帮助，并且精确了资源的搜索，实现了资源的分享与利用。并且，利用数字化管理的数据分析、语义挖掘、智能处理等有效利用，能够进一步提升档案馆的信息服务能力，达到一个更高、更深的层次。智慧档案馆在建立立体数据仓库与数据挖掘系统的基础上，面向管内组织运作提供资源的综合查询与社会发展辅助决策支持，向社会公众提供开放性的服务，并且实现了个性知识的智能化退订与知识定制服务。
五、结语
智慧城市的发展带给我们更加便利的生活，对经济的快速发展与社会可持续发展有重要意义，而智慧档案馆的建设则在智慧城市便利的基础上为我们提供了更优质的服务以及更深刻的文化熏陶。相信醉着智慧城市的不断发展，必将不断结合新的技术环境，形成更多的服务形态与更加多元化的技术系统。
参考文献：
【关键词】智能建筑工程；深化设计；监理
在进行大型复杂工程的智能建筑工程设计时，需要较高的专业性，需要工程主体设计单位完成方案设计，然后弱电专业单位要对其进行进一步的深化设计，使施工图符合施工要求。但是，在实际设计工作中，弱电化单位通常也是智能建筑工程的施工单位。在智能建筑工程深化设计阶段中，监理单位要努力提高监理工作的水平，为施工阶段的智能建筑工程提供强有力的保证。
一、智能建筑工程的概念
智能建筑指的是将建筑作为主要平台，包括信息化应用系统、信息设施系统、公共安全系统、建筑设备管理系统等，并且对各种系统、结构、管理、服务进行集合优化，从而为人们提供更加技能、健康、环保的建筑环境，还能够保证建筑的安全性和高效性。
智能建筑工程指的是以传统建筑为基础，利用通信技术、现代计算机技术、控制技术等，实现建筑设备的自动化、通讯的自动化和办公自动化的工程。从工程技术上来看，智能建筑工程的主要系统有通信网络系统、建筑设备自动化系统以及办公自动化系统。从管理归属要求方面来看，主要包括消防联动控制系统、智能火灾报警系统和公共安全防范系统等。综合布线系统是这些系统的基础，各个集成化管理系统是控制终端，对于控制功能起着调节作用。
二、智能建筑工程深化设计阶段监理工作的特点
随着科技的不断进步，与智能建筑工程相关的设备、技术和标准也随之发生了较大变化，各个业主在智能化需求方面有着明显的不同。大部分设计院在进行智能化的专业设计时，由于设计过程比较复杂，往往只能进行初步设计，如果想要进行深入的设计，需要请具有专业设计和施工资质的智能系统集成商来负责。集成商能够对技术设计、产品供货、技术施工、安装验收、安装调试等全程负责，为业主提供全方位的服务。
智能系统集成商在进行智能建筑工程的深化设计时，通常要与具体品牌设备功能相结合，并且通过系统结构的优化制作出施工图。深化设计主要包括以下几个方面的内容：对深化设计进行说明，完成各个弱电子系统的系统图，系统图要与平面图相对应，并且将设备配置体现出来；完成平面布置图，并且对管线路由和末端设备进行绘制，还要提供图例说明和文字说明；对大样图进行安装；对机房和弱电间进行布置；提供材料设备表等。
三、智能建筑工程深化设计阶段监理工作的具体内容和重要作用
（一）编制招标文件，提供设计方案
监理能够根据业主需要，在智能建筑工程专业施工单位进行招标之前，与业主做好配合，编制招标文件，并且协助业主做好智能建筑工程深化设计和施工招标工作。监理还能够提醒业主对施工承包商进行监督，让他们根据合同完成准备要求，并且能够对与智能建筑工程施工接口存在交叉的现象进行协调，将详细情况向业主说明。除此之外，监理还能够结合功能需求和设计方案，帮助业主选择适当的设备和产品，并且对产品性能测试、相关设计方案的制定、设计的复查和鉴定、设计方案的评审等工作做好监督和控制。
（二）功能定位和需求分析
智能系统集成商在进行深化设计时，监理能够帮助业主对功能进行定位，并做好需求分析工作。监理还能够从项目的实际情况出发，开展设计协调会，对设计院的实际要求、业主的具体要求、施工单位的建议等进行分析和讨论，然后由智能系统集成商在深化设计中进行落实。这样一来，能够保证业主功能需求和施工结果的一致性，从而使施工过程当中的设计变更状况得到改善。
（三）图纸会审
监理需要对工作范围所包括的各种专业图纸都要有充分了解，并且对相应的规范、合同、标书、施工概预算等进行详细分析，还要了解当地电信、供电、技防、消防、质监站等相关部门的具体要求有充分了解。监理要对智能建筑工程图纸和相关的设计文件进行审核，确保其符合业主的实际需求，符合各级政府部门的标准和规范，并且对深化设计图纸中出现的问题进行分析，然后向设计单位提出合理建议。
在进行图纸会审时，需要注意以下几个方面的问题：第一，要保证设计图和产品与设计文件的要求相符，加强弱电子系统的兼容性、合理、可靠性和开放性；第二，要保证设计系统图与施工平面图的一致性；第三，要保证各个回路标示和终端的准确性；第四，要保持导线型号和导管规格、敷设方式的一致性；第五，要合理设置工程信息点的位置，使其与功能需求相符。
（四）协调专业
在深化设计阶段，要做好各个专业的协调工作，对各个机电安装专业之间的管道路由矛盾进行协商，并且对室外市政专业的合理性问题进行分析研究。在协调过程中，可以利用总包组织专业实现对槽、管通道的预先规划，和对重点部位的管道预排，避免发生冲突，为施工控制提供便利。
（五）其他内容
监理工作还包括以下几个方面的内容：制定监造方案，如果需要对重要设备进行驻厂监造，要确定设备的重要技术指标，并且制定出相关的监造方案和检验方案。资料整理和分析，监理要对施工设计文件、合同文件、设计交底、分包单位资格报表和图纸会审记录等进行收集和分析。组织设计技术交底会，监理要组织设备施工单位、设计单位、建设单位进行设计技术交底会，并且记录好会议内容。
结语：
随着经济的迅速进步和技术的进步，智能建筑工程开始兴起，并且获得了一定程度的发展，智能建筑工程深化设计阶段是智能建筑工程的重要阶段，设计阶段监理工作的质量和水平对于智能建筑工程的质量起着关键性作用。本文结合我国智能建筑工程的实际特点和具体情况，对深化设计阶段的监理工作进行了分析，希望广大监理单位能够认识到自己的职责，采取科学方式，做好监理工作，提高智能建筑工程的建筑质量和水平。
参考文献：
[1]江帆.浅谈智能建筑工程深化设计阶段的监理工作[J].建设监理，2013（05）
[2]徐军.智能建筑工程监理的问题及建议[J].中国新技术新产品，2010（13）