基于物聯網技術的變電站無線數據采集系統

趙云龍

牡丹江師范學院，黑龍江 牡丹江 157011

基于物聯網技術的變電站無線數據采集系統

趙云龍

牡丹江師范學院，黑龍江 牡丹江 157011

物聯網成為近年來又一革新性的技術，已經運用于智能家居、智能交通、智能醫療等行業，這其中也包括智能電力網絡系統。變電站是整個電力網絡的基礎節點，也是物聯網無線傳感技術得以充分施展之地。本文結合物聯網技術，詳細設計了無線數據采集系統整體設計方案，并與傳統數據采集系統做了全方位對比。

物聯網；無線傳感技術；智能變電站

1 引言

物聯網技術是互聯網技術與嵌入式技術的綜合，它利用嵌入技術中傳感技術對物理世界進行感知識別，以及智能控制技術對物理世界進行控制調節。通過互聯網技術將現實的物理世界連接起來，實現感知數據與控制信息的遠程傳輸。通過網絡互連，實現了人與物之間的信息交互和連接，達到了人對物的遠程實時監測控制的目的。

電力系統正向著智能化、大容量、大電壓方向發展以及無人值守模式的推廣，保障電氣設備的安全運行越來越重要[1]。變電站中高壓柜能否正常可靠的運行直接影響了整個電力系統的運營質量，因此將物聯網技術引入以完成對高壓開關柜內溫度實時遠程監控與預警。變電站無線數據采集系統能實時監測每一個開關柜中的環境溫度，并能精確掌控故障地點，對電力系統的安全運行、智能化發展起著重要作用，是智能電網系統實現中不可或缺的部分。

2 無線數據采集系統整體設計方案

2.1 現有的智能電站系統研究

變電站智能化是如今變電站發展的一個重要趨勢。智能電站系統通常需要采用先進嵌入式技術、傳感器技術、網絡通信技術、可視化控制技術等，通過各種輔助設備完成對變電站動力、環境數據的智能監測、智能分析、智能報警功能。組建管理控制模塊、PMS、系統的信息接入，并實現可視化的展示界面。為變電站的檢修工作提供了重要的參考數據，為智能電網的資產全壽命周期管理、大運行、大檢修提供服務，也為無人化管理系統提供基礎支持。

變電站智能輔助系統是在基本變電站體系結構的基礎上，引入物聯網技術到智能變電站的三層結構中。通過各種通信方式完成數據的遠程傳輸，實現變電站輔助系統向的數據化，信息化、互動化、大規模化的轉變。

2.2 基于物聯網的變電站無線數據采集系統

在物聯網設計構架中，有三層模型結構[3]：感知層、網絡層和應用層。其中感知層通過各種傳感設備如溫度傳感、濕度傳感、電流壓檢測等等感知器件獲取現場相關數據；感知層是實現物聯網系統構架的基礎；網絡層是物聯網的精髓所在，通過各種遠程通信網絡將感知層采集的各種信息數據進行大范圍的連接傳輸；應用層則完成采集數據的存儲、分析、處理，針對實際應用為用戶提供個性化服務。

基于物聯網的變電站無線數據采集系統遵循了物聯網三層架構，同時結合了變電站的業務特點，將物聯網有機的融合到變電系統。其系統結構如圖2-1所示。

圖2-1 基于物聯網的無線數據采集系統

感知層由無線溫度傳感器和數據匯總網關組成的無線傳感網絡，實現短距離多節點無線檢測網絡系統。

網絡層主要通過目前無線抄表系統常用的GPRS通信方式將采集數據傳輸到互聯網，以實現廣域網絡訪問。

應用層完成數據庫存儲、實時數據顯示、歷史數據查詢、對于危險狀況聯動預警等功能。同時，利用現代移動互聯技術除實現PC端遠程網絡訪問外，還可實現移動平臺的遠程數據訪問功能。

系統通過測溫終端連接多個溫度傳感器件，分別檢測各高壓開關柜內溫度。測溫終端在通過RS-484，CAN總線等現場總線與上位機通信，將各個高壓開關柜溫度數據上傳給服務器，并由服務器完成數據分析、處理、存儲，并通過客戶端程序界面顯示數據內容。從而實現對各個檢測點的數據存儲、查詢、分析、預警等功能。

本文基于變電站開關柜溫度采集控制系統的實際需求，構建了基于物聯網的變電站開關柜無線數據采集系統。與傳統數據采集系統相對比，實現的大范圍、遠距離、多節點的數據采集，是智能電網未來發展的一個重要方向。

[1] 錢忠祥.高壓開關柜內接頭溫度在線監測系統的設計[D].儀表技術與傳感器2007．

[2]方景輝，徐偉明，珠峰.基于物聯網與三維可視化技術的變電站智能輔助控制系統的研究與應用.檔案時空[J].電力系統及其自動化．2012,34(3):67-70.