物聯網技術在輸變電設備管理中的應用

張祥明

中國葛洲壩集團電力有限責任公司

物聯網技術在輸變電設備管理中的應用

張祥明

中國葛洲壩集團電力有限責任公司

本文以輸變電設備管理作為研究對象，探討物聯網技術在輸變電設備管理中的應用及相關問題。首先對物聯網技術進行了簡要概述，主要介紹了輸變電設備狀態監測技術及相關的全壽命周期管理問題，并在此基礎之上，從智能電網的角度、作用的角度、管理效用的角度深入探討了物聯網技術在輸變電設備管理方面的應用問題。希望能夠通過本文初步論述可以引起更多的關注與更為廣泛的交流，從而為該方面的理論研究工作以及管理實踐工作提供一些有價值的信息，以供參考。

物聯網技術；輸變電；設備管理；應用

隨著經濟發展、社會進步，我國已經初步實現了現代化，從基礎建設方面看，完成了諸如電網改造等大型工程，而且隨著對于信息技術的廣泛應用，以及各種設備、技術的發明創新，正在逐漸向著智能電網的方向轉型與發展；物聯網發展至今已經得到了更多的關注，而且從國外的研究，以及我國的研究來看，其應用條件相對成熟，而且，實踐也證明了其應用的普遍有效性。以下就通過對物聯網技術在輸變電設備管理中的應用來展開具體說明。

一、概述

物聯網就是物物相連的互聯網，它以信息傳感設備作為路徑，實現約定協議，從而完成信息的交換、通信、識別、定位、監管等。輸變電設備是電網的構成部分，對其進行智能監測、評估管理，有利于推動智能電網建設工作向著更高的水平發展。從輸電狀態監測方面看，有導線溫度監測、絕緣端子污穢監測、覆冰監測、微氣象監測等；從變電設備狀態監測方面看，有高壓電容型設備狀態監測、高壓電力變壓器狀態監測、電力電纜監測等。總體上來看，輸變電設備管理中的狀態以正常、異常、故障三種為主。另一方面，在設備管理中以全壽命周期管理為主，主要是將設備資產作為研究對象，從而按照系統論的思維，進行統一規劃、全面安排相關事宜，如規劃設計、采購、運行及報廢等，以達到成本最優、系統全面優化的目標。因此，物聯網的應用，實際上就是在輸變電設備狀態監測、全壽命周期管理方面的應用。

二、物聯網技術的應用

在融合智能電網應用物聯網體系結構方面，主要以感知層、網絡層、應用層為主，在感知層主要是標簽、識讀器、攝像頭、傳感器等，將其分為感知控制子層、通信延伸子層，前者傳感、后者連接，形成網絡的全面聯通；而智能電網可能通過它來完成信息采集、完成通信接入。在網絡層以接入、核心網為重，主要是起到傳遞、路由、控制的作用；而應用層實際上就是物聯網與智能電網的完整結合，用來解決各種可能存在的問題，重點在于智能型的信息交流、能源利率、電力互補、保障安全以及達到優化，節約成本。

首先，在輸電設備狀態監測方面的應用，監測是將傳感器，接于桿塔、輸電線路、重要設備等，從而實現對數據的采集；在不同的監測中以多種類型傳感器綜合信息實現評析，從而得到監測結果。通信方式是GPRS或CDMA，由于效果不理想，目前以4G或OPGW光纜+無線寬帶的鏈路為主，而且光纖傳感更好的實現了無源傳感；整體上看，監測的實際系統中，流程以數據采集、存儲、分析、顯示為主，而在智能分析、數據深層挖掘、可視化展示等這些較高層面，還有待進一步開發、強化與深入研究，從而推進智能化。

其次，在變電設備狀態方面的監測，在物聯網分層結構之中，感知層即過程層，應用層即站控制層，因而，智能化的變電站非常典型，它與輸電站設備監測基本原理一致，但監測對象不同，因而監測方法上有所差異，會以針對性為主，比如，油中溶解氣體、局部放電在線監測就是對關鍵狀態的監測方法。以電容型設備為例，其電流互感器、電容式電壓互感器等，監測對象是電容量、介質損耗，因而，需要對頻率波動、硬件零漂，以及對相關溫濕度進行穩定性、可靠性的監測與管理，以達到監測水平的提升，通常可以通過避雷器阻性電流分量、功率損失來達到對它的在線監測等。

第三，在輸變電設備全壽命周期管理方面，注重全面性與全過程管理，這種系統規劃重點在于降低成本、提高效率；立足我國電網資產基本實情看，電網企業在技術、市場方面依然缺乏足夠的活力，因此，通過引入全壽命周期成本進行設備管理，能夠更好的改善這種狀況；而在管理過程中應用物聯網，則能夠實現各類傳感器的監測，對其全景狀態信息加以了解，通過設備本體屬性的關聯，完成各種設備狀態的評估，從而對其壽命加以科學預估，并為其周期成本方面決策提供重要依據，以提高管理的科學性、專業性、精準性、實時性；這樣就可以在管理的各個階段有一個更加詳細、周全的科學規劃與完善管理。在這方面，應用物聯網，范圍最大，需要對輸變電設備的環境、工況、臺賬、試驗、缺陷等全方位信息加以采集、分析、預測，并做出合理的建議方案。從目前來看，在這方面還應該有所深化，比如，增加智能監測模型、增加全景狀態信息模型、提高一體化智能監測裝置的研發、完善智能化管理技術平臺、統一接口與規約，利用“云計算”來增加綜合管理的科學性等。

結束語

總之，在新的時代就要有與時俱進、因時制宜的思想，尤其是在人類面對生存危機的當前社會，需要不斷的進行創新與研究，從而發揮出人的主體價值，并利用人類的智慧不斷的增加智能化技術的發展；從而不斷克服生態問題與環境問題，并減少資源的耗費。通過物聯網技術的不斷應用，智能化的電網計劃實踐會越來越多，而且，從數字化向智能化的轉型與發展已經成為了電力行業發展的潮流；盡管物聯網技術在智能電網領域雖然發展緩慢，但其功能與效用已經表明，它能夠在體系構架的系統中，實現一體化的智能網絡應用。因此，應該增加這方面的深入研究。

［1］朱海濤，李珍，王鑫等.紅外圖譜庫在750kV輸變電設備管理中的應用［J］.甘肅科技縱橫，2014（3）.

［2］王凱.基于壽命周期成本的輸變電設備管理模式研究［J］.低碳世界，2015（30）.

張祥明（1985-），男，漢族，湖北宜昌人，本科，工程師，主要研究方向：為發配電及輸變電線路工程。