基于物聯網技術的輸電線路在線監測系統

蔣勇 吳培軍

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，人們的生活水平也在提高。在生活中的用電量加大就是標志之一。而我國為了更好的輸送電能，就要隨著世界的送電技術改革自身。因此，面對現在的物聯網技術，我國要更好的把它應用到實際中，并且通過新的技術對輸電線路在線檢測系統進行全方位的檢測并改進。

關鍵詞：物聯網;智能電網;輸電線路;在線監測

隨著我國國民經濟的發展，電力需求不斷攀升，電網規模逐步擴大，對輸電線路巡線、安全防范等工作難度也越來越大。及時發現和掌握輸電線路氣象環境、導線溫度、導線舞動、線路覆冰、桿塔傾斜、人為破壞、異物入侵等情況，對提高輸電網的負載能力、安全運行、防止事故發生具有極其重要的意義。

1物聯網技術概述

物聯網技術是隨著科技發展的潮流以及人們對生活水平高標準的期望產生的一種技術，這種技術可以更好的保證人們的用電安全以及對電網的隨時監控。保證了人們的對高標準生活的要求。并且物聯網技術下的檢測系統，可以隨時檢測出出現的各種問題。因此運用物聯網技術在輸電線路上在線監測是十分有必要的。

1.1概念

物聯網，顧名思義就是物體連接的網絡。但是實際上它不僅僅是物體和物體的連接，還有人和物體的連接。但是無論何種連接方式，都需要介入無線網絡中，才能發揮其應有的作用。并對物體有關標示進行及時連接網絡。

在1999年由麻省理工學院提出對物聯網的定義，物聯網即把通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接從而實現對所有物品的識別和管理的技術稱為物聯網技術。

1.2物聯網的特征

①可感知性可感知性指的是物聯網能夠搜集物體上的信息，也就是通過射頻識別等方式進而感知物體，采集信息，實現對物體的認識。物聯網的引進和使用很好的體現了可知性的特征，能夠更好的采集信息和感知物體。

②可互通性可互通性是指在特定的情境下，只要把物體接入到信息網絡中，就能實現信息的交互、信息的識別和互通。

③智能化智能化是物聯網所具有的較為高端獨特的特點，通過使用各類先進智能設備，物聯網就能解析出很多相關信息，這在一定程度上減少了信息處理的時間，進而提高了設備的智能化水平。

2基于物聯網技術的輸電線路在線監測系統構成

2.1系統結構模型

①感知層。感知層的主要任務是在輸變電和配電的各個環節中給各類電力設備安裝信息感知設備，這些感知設備通常包括電子標簽（FRID）、智能傳感器、二維碼、紅外感應器和激光掃描儀。物聯網將所有的電力設備組成一個可連通的大網絡，在這個網絡環境下建立起統一的感知信息模型，進而將電網設備的數據匯聚到控制器上，最后通過網關將數據存儲至電力內網中。

②網絡層。網絡層是把傳感器所感知到的數據傳遞到電力系統中，使用一定的通信設備把所搜集到的實時信息準確無誤的傳輸到電力內網中，以提供給各項設備調度使用，網絡層則是通過各種不同的信息傳遞方式但是使用統一的信息傳遞規約把感知到的實時數據輸送至電路系統中進行統一的數據處理，將所有的有效信息集中到匯聚控制器中，進而實現數據的轉發，通過對信息進行集中處理，實現個電網中數據的實時轉發傳遞集中。在這一過程中控制器是能夠統一處理各智能傳感器數據的設備，集成無線傳感器網絡技術以及GPRS/GSM/CDMA等無線遠程控制系統把所搜集的信息傳遞到電網內部，同時匯聚控制器可以對現階段的信息進行下一步的加工再處理，通過初步處理，最后將信息傳遞至應用層內。

③應用層。應用層的最重要的功能是把來自網絡層的信息進行預加工，統一編碼存儲，最后針對這些信息判斷線路中是否存在故障。應用層是對來自網絡層的信息進行加工處理，其處理方式主要通過對大量的信息數據進行建模，把得到的數據應用至正常運行的線路中，通過對所存在變量的實時監控，同時對比正常運行時的變量數值，通過對比推測實際運行的線路是否存在問題，保證在第一時間監測到線路存在的問題，為之后的故障維修提供重要信息。

2.2關鍵技術

①物聯網技術。物聯網是實現物到物、人到物和人到人的互連。物聯網具備全面感知、可靠傳輸和方便易用的特性。物聯網的發展為輸變電設備的在線監測以及資產管理提供了技術保障。近年來物聯網RFID、傳感網絡技術、物聯網體系結構等關鍵技術研究和應用取得了豐碩的成果。

物聯網的發展為輸電線路監測引入了新的理念、技術和方法。輸電線路具有地域分布廣、地理環境復雜、氣候多變等特點，因此需要通過物聯網技術全面地獲取設備、環境、導線、桿塔等多種設備信息進行綜合處理和判斷，全面的信息感知為輸電線路的全方位監測和智能化管理提供了基礎。

②邊緣計算。邊緣計算是指在網絡邊緣執行計算的一種新型計算模型。大量物聯網終端設備的應用，不僅帶來海量的數據，也為基于云平臺的物聯網系統帶來了帶寬負載、實時性、網絡穩定性等諸多挑戰和瓶頸，為了解決上述困難，邊緣計算技術被迅速地納入物聯網應用系統中。邊緣智能終端為具有邊緣計算、智能處理、存儲功能的小型邊緣計算設備，為物聯網信息采集設備提供接入管理、本地計算和數據的初步處理，分流云平臺的計算任務，降低上傳至云平臺的數據量，從而減輕主干鏈路帶寬負載，提高服務和信息反饋的實時性。

3物聯網技術在輸變電線路在線監測系統未來發展及完善

①隨著輸電線路在線監測系統智能化發展要求的不斷提高，要積極拓展RFID、GSP及狀態傳感器等技術的引進和功能使用，逐漸建立和完善輸變電設備智能監測模型，并在此基礎上加強全景狀態信息模型的研究。

②在大數據到來的信息化時代，輸電線路的在線監測系統對數據存儲、處理、分析以及信息的交互的需求也日益提升，所以需要根據輸電線路的要求進行一體化智能監測系統的研究，使其具備一定的自治協同能力。

③從上述分析可以看出，全站設備狀態信息通信技術已經成為輸電線路在線監測系統建設的基礎，所以基于IEC標準的物聯網在線監測通信技術和信息集成技術應該加強研發，并對有線/無線通信接口進行進一步的統一。

④互聯網技術的發展也進一步推動了在線監測系統硬件的發展，目前的主要電力傳感器采用的是光纖傳感，所以目前對于傳感器的研究方向應該加強電力專用傳感器的研發。

⑤在輸變電的設別狀態監測過程匯中，還需要根據系統要求加強監測設備的可靠供電問題監測，保證監測信息的可靠性。

⑥此外，根據目前的可視化系統的發展，應該積極引進三維立體全景全息可視化系統等先進技術，開發綜合信息可視化展示平臺，使得監測系統工作能夠可視化、直觀化。

⑦要實現信息的互通和大數據系統的建設，應該積極引進“云”技術，優化基于物聯網技術的輸電線路在線監測系統的數據模塊和存儲模塊，該技術的引進和應用也將推動在線監測系統的全壽命周期管理。

結語：

隨著世界的技術發展，對于電力運輸應用都在逐漸采取最新的物聯網技術。在物聯網技術的基礎上對輸電線路進行在線監測，能夠隨時隨地檢測出輸電線路出現的細微問題，在最大程度上減少不必要的損失。因此應用物聯網技術的輸電線路在線監測系統是國家發展改革，世界進步的必要趨勢。

參考文獻

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