信息物聯網在輸變電設備在線監測中的應用

尹　成,夏云峰,楊　武（廣東電網有限責任公司東莞供電局,廣東東莞523000）

信息物聯網在輸變電設備在線監測中的應用

尹成,夏云峰,楊武
（廣東電網有限責任公司東莞供電局,廣東東莞523000）

文章總結了物聯網概念和物聯網在輸變電設備在線監測應用中物國內外研究現狀,結合物聯網體系結構介紹物聯網技術在輸變電設備在線監測中的應用,最后提出了對物聯網技術在輸變電設備在線監測中應用前景的展望。

物聯網技術；輸變電設備；在線監測

1　引言

電力網絡的重要組成部分就是輸變電設備，可靠性以及安全性是電力安全運行最基本的保障，該設備是物聯網應用的最重要領域之一。目前輸變電設備監測系統只要采用站端控制層、就地監測層、遠方監控與數據采集管理層架構的方案。其通信方式為RS485/CAN總線等通信方式。這些都無法滿足智能電網下輸變電設備監測有效性和高效性格的要求。物聯網則為輸變電設備在線監測提供了新的智能化的手段。物聯網技術的進步對輸變電設備在線監測具有極為重要的影響。所以，通過應用物聯網技術對輸變電設備在線監測值得我們探討與研究，它有利于國家電網的進步與發展。

2　物聯網技術和輸變電設備在線監測的概述

2.1物聯網技術和輸變電設備在線監測的概念

物聯網是指按照既定的協議,通過全球定位系統、紅外感應器、射頻識別、激光掃描器等信息傳感設備，連接任何物體與互聯網并進行通信和信息交換，最終實現智能化對物體的識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。它是一種“物物相連的互聯網”。物聯網具有三大基本特征：通過網絡的融合與協同進行信息的實時傳輸和共享、全面感知系統及運行環境實時信息、通過對互聯有效的海量信息進行感知并做云計算智能處理。應用于物聯網的技術稱之為物聯網技術。其作為新型信息通信技術引起了人們廣泛的關注?，F在，國際已經開始納入物聯網以及相關的發展，很多的部門已經開始在一些科技項目當中建立很多課題進而支持物聯網技術。

輸變電設備在線監測是指利用廣域通信技術、信息處理技術、傳感器技術等多種監測傳感技術,通過運用數據采集分析技術和通信技術對信息的采集、處理，以獲取能反映運行狀態的量，實現對輸變電設備狀態的監測、分析、處理,必要時還可以提供故障診斷信息,從而實現對輸變電設備狀態的實時感知、監測、預測。輸變電設備的狀態一般可以分為三種狀態，即故障狀態、正常狀態、異常狀態。其監測主要包括電力電纜監測、高壓電力變壓器在線監測、高壓電容型設備在線監測等。

2.2物聯網技術在輸變電設備在線監測中應用的國內外研究現現狀

物聯網的概念于1999年在美國麻省理工學院由kevin教授于首次提出；國際電信聯盟于2005年正式提出物聯網概念；而溫家寶在視察江蘇微納傳感網工程的時候就提出了一個概念就是“感知中國”，而物聯網也被叫做是世界信息產業第三次革命。而二十世紀六七十年代,美國投入巨大的資金就是為了開展這個工程，也就是以監測為前期的檢修工作，而且這個也帶動了大部分的工業繼續進行對信息物聯網在線監測的應用；而二十世紀八十年代,檢修已經發展到了應用于輸變電設備，與此同時，西方的很多國家也開始運用了在線監測去檢修和監測設備。而到了二十世紀九十年代,很多研究所也開始研究這項技術，最后研究出來一套具有非常完整的輸電線路在線監測技術。二十一世紀以后,很多單位也開始研究在線監測技術，很多研究單位研發了動態增容系統、雷電定位系統以及微氣象監測系統等，這些技術被廣泛的推廣并應與電力系統中。我們國家的電網公司也發布了《輸變電設備狀態檢修試驗規程》等七項公司技術標準。從2009年起，國家電網公司依據智能電網建設規劃，分批在云南、江西、福建、山西、、湖北、廣東等地建設了輸變電設備在線監測試點。此外，部分網省公司還建立了全省的輸電線路監控中心?，F在，這項技術已經開始運用在電網當中的每一個環節，而輸變電設備在線監測系統的信息采集以及應用是通常都是輸變電設備的單一的數據結果。每個系統沒有建立屬于自己的獨立的信息庫,信息采集的全網覆蓋情況有待加強。

3　物聯網體系結構及基于物聯網技術在輸變電設備狀態的監測應用中存在的問題

3.1物聯網體系結構

物聯網技術是輸變電設備在線監測實現自動化和智能化的有效手段。物聯網構架分為三層，包括感知層、網絡層以及應用層，而主要的流程可以分為以下四個環節，也即是信息的傳送、信息的處理、信息的感知以及信息的標識，其核心功能是處理、傳送以及感知，而感知層主要可以包括每一種標簽以及讀寫器、二維碼標簽和識讀器、每一種傳感器以及終端傳感器網絡、攝像頭和傳感器網關等。感知層利用GPS、傳感器網絡等捕獲、測量的方法，實時采集物體信息并獲取各部分在采集電力系統中的即時數據反饋。其應用的各個部分基礎技術是在智能電網中，運用包含短距離傳輸技術、傳感器以及控制技術等先進的技術，對智能電網各環節相關信息進行采集。網絡層包括核心網和接入網，鑒于智能電網對數據的安全、傳輸的可靠性以及實時性的要求非常嚴格。而網絡層的主要的功能就是支撐物聯網感知層以及應用層之間的數據通信及其傳輸。在應用上對傳輸的可靠性、監控的實時性方面要求非常嚴格，其物聯網的主要是依賴那些通信網，在沒有很好的條件情況下或者是非常特殊情況下可以運用公網，但是一定要做好安全防范的措施。而網絡層信息傳遞則主要依靠電力骨干光纖網輔以電力線載波通信網等。應用層負責對收集的數據、信息進行分類、綜合、分析、共享。其主要是為了構建能為各種應用提供服務的平臺。將智能電網的需求與物聯網技術相結合，以找尋電網智能化應用適當方案。

3.2基于物聯網技術的輸變電設備在線監測的問題

現在，在輸變電的設備在線監測系統當中，大部分都是采用三層分布式，也就是數據采集管理層及遠方的監控、就地的監測層、站端的控制層，把監測出來的數據經電力通信及時地傳到總部，如下圖所示。

這時，因為運用了有線的通信模式,因此一定鋪設一些通信介質作為通信的信道,但是如此一來，不僅布線的復雜性加大而且所需施工時間較長同時增加了安裝的成本，并且在這種情況下一旦通信信道遭破壞或因自然災害造成損害后，其故障定位的難度大大增加。

3.3物聯網技術在輸變電設備在線監測當中應用的前景

在線監測是智能電網建設的非常重要組成部分，這個技術不僅僅是對輸變電設備狀態進行一系列的監測，而且還提升了設備在安全生產運行的能力。這種技術也是具有非常重要的新興技術手段，這種技術已經引起了世界上很多國家的關注，我們國家的已經把這一重要技術作為了一項國家的戰略，并且在很多方面給與了肯定的支持。運用物聯網技術，建設覆蓋全體城鄉用戶用電設備的物聯網，已經成為了“感知中國”非常重要的基礎。物聯網的發展不僅促進了我國電力產業結構的升級與發展，更創造出在國際領先的自主原創的研究成果。這不僅利于物聯網產業和技術的發展，而且拉動國民經濟，提升了我國的綜合國力，具有及其重要的意義。

4　結束語

綜上所述，在智能電網中，作為基礎環節且分布十分廣泛的是信息的感知與收集。把信息采集、監測監控等方面占有極大的優勢。物聯網技術在輸變電設備在線監測中起著巨大的推動作用。我國物聯網技術日益發展，不少科研院和單位開始從事輸變電設備在線監測中物聯網技術的應用的研發。不少廠家也紛紛將物聯網應用于設備監測中。但基于物聯網技術的輸變電設備在線監測技術應用中仍然存在一些問題需要我們找到相應的解決方法。從而促進我國電力事業的不斷快速發展的需要。

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尹成（1973—）助理工程師，本科，1996年畢業于廣東工業大學電力系統及其自動化專業，從事輸電設備運維與檢修方面的研究工作。