輸變電設備物聯網關鍵技術探討

王松 劉香美 謝童

摘 要：輸變電設備是當前智能電網中的重要組成部分，其自身的安全、可靠是保障電網正常運行的基礎。在當前經濟迅速發展的背景下，輸變電設備逐漸融入了物聯網技術，使電網的發展邁向了新的臺階。因此本文結合相關理論與實踐經驗，對輸變電設備物聯網關鍵技術進行深入的研究分析，旨在促進輸變電設備得到有效管理的同時，促進物聯網關鍵技術得到進一步地發展。

關鍵詞：輸變電設備；物聯網；關鍵技術；應用

“物聯網”一詞最早起源于美國，由美國麻省理工大學的一名教授提出。物聯網最早被定義為一種通過全球定位系統、射頻識別系統、激光掃描器等傳感設備，將物體和互聯網相互連接，然后實現信息交換，可以對物體進行智能化識別、監控、跟蹤以及管理的網絡。當前，國內對于物聯網的研究相對較少，所以物聯網技術仍然有較大的發展以及研究空間。物聯網作為可以降低企業生產成本，提高企業經濟效益的基礎，被我國列入了新型戰略性產業。物聯網技術隨著電網的發展，起到的作用也越來越突出。因此，本文對其關鍵技術的應用進行進一步探討。

1 物聯網關鍵技術分析

物聯網關鍵技術主要有用于數據傳輸的信息傳輸與組網技術、用于感知物體的信息感知技術、用于智能化處理的嵌入式技術以及用于保障信息安全的信息安全技術。

（1）信息傳輸與組網技術。該項技術主要應用在網絡中，如RFID，LTE，GSM，WPAN以及3G等無線通信協議與技術、光纖傳感網以及電力線載波通信等優先通信協議與技術[1]。

（2）信息感知技術。信息感知技術屬于技術含量較高的識別技術，主要有射頻識別、二維碼識別以及條形碼識別技術等，在物聯網信息感知技術體系中，無線傳感網絡是其重要的組成部分。

（3）信息安全技術。在物聯網的應用中，除了存在傳統的網絡安全問題，也會遇到移動網絡特殊性的安全問題。比如感知網絡的傳輸和信息安全問題、感知節點的本地安全問題等。

（4）嵌入式技術。嵌入式系統是執行專用功能并被內部計算機控制的設備或者系統。嵌入式系統不能使用通用型計算機，而且運行的是固化的軟件。

總而言之，這些物聯網中的關鍵技術在智能電網輸變電設備的在線監測、綜合評估以及全壽命周期管理中有著重要的作用與意義[2]。

2 物聯網關鍵技術在輸變電設備中的應用分析

2.1 輸變電設備在線監測技術

通過物聯網關鍵技術的應用，可以提高輸變電設備以及電路的感知能力。并且結合通信技術，能夠實現遠程數據信息的傳輸與處理，對于當前典型的智能變電站（圖1）的管理有非常積極的作用。

在當前的輸變電設備在線監測技術中，應用較多的物聯網技術有信息感知技術，如光纖傳感技術、紅外熱成像技術、視頻傳感技術等。輸變電設備充分應用物聯網關鍵技術提高了在線監測的效率。

2.2 輸變電設備綜合評估技術

該項技術主要是對變電設備故障進行診斷、預測以及檢修，并對設備狀態進行評估。過去幾年，我國輸變電設備的評估系統在大型的高壓設備下效果并不明顯，而且容易受到外界因素的影響，所以評估模型也非常復雜。隨著物聯網技術的發展，輸變電設備綜合評估技術開始結合物聯網關鍵技術對其進行改進與創新，研發了基于全景信息的輸變電設備綜合評估方法，主要涉及輸變電設備的故障診斷、事故預警、狀態評估、故障處置、狀態維修以及資產管理等業務功能[3]。

2.3 輸變電設備全壽命周期管理技術

由于輸變電設備在電網運作中占據了重要的投資份額，所以該項技術主要是以最低的成本實現變電設備的最大效益。但是，當前的設備成本模型普遍存在缺乏輸變電設備維護成本以及運作成本的考慮，因此只能從建設成本以及采購成本進行分析，而且評價指標也不夠完善，所以難以支持輸變電設備的全壽命周期管理[4]。在部分智能電網中，利用物聯網關鍵技術，即通過信息感知技術，使用傳感器來監測輸變電設備的全部運作狀況，并關聯輸變電設備本體屬性，可評估輸變電設備的周期壽命，為實現最低成本提供輔助決策的功能。因此輸變電設備全壽命周期管理技術與物聯網關鍵技術的結合應用，不僅提高了設備故障診斷以及評估的準確性，同時也為輸變電設備安裝、運輸、使用、維修等各個階段提供了科學的管理規劃。

3 結束語

物聯網關鍵技術的特性不僅適應我國電網的發展需求，同時也符合我國智能電網的構建要求。隨著社會經濟以及科學技術的發展，我國對物聯網技術的重視程度也越來越高，不僅投入了大量的人力和物力，同時也投入了大量的資金來發展物聯網技術。尤其是輸變電設備在線監測技術，其作為一項最具發展潛力的電力技術被廣泛地應用于電力系統的各個領域。本文主要分析了幾種物聯網關鍵技術在智能電網中的應用，對于促進我國電網的進一步發展有非常現實的意義。

參考文獻

[1]何杰.輸變電設備物聯網關鍵技術研究[D].湖南大學，2013.

[2]王春新，楊洪，王煥娟，等.物聯網技術在輸變電設備管理中的應用[J].電力系統通信，2011，5（4）：116-122.

[3]劉通，陳波，杜朝波，等.輸變電設備物聯網關鍵技術研究思路探討[J].南方電網技術，2011，5（12）：47-50.

[4]戴文，阮羚，丁堅勇，等.物聯網技術在智能電網輸變電設備在線監測中的應用[J].湖北電力，2013，3（17）：8-10.

（作者單位：國網山東省電力公司巨野縣供電公司）