基于物聯(lián)網技術的輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)研究

王海默 秦鐘

摘要：物聯(lián)網通過在各類物體上安裝感知設備，獲取物體的動態(tài)和靜態(tài)信息并將信息共享到互聯(lián)網上，從而給物體賦予智能，實現人與物、物與物的信息溝通與交互。故障在線監(jiān)測系統(tǒng)是保障電網設備安全穩(wěn)定運行，提高電網輸送能力的重要手段。本文利用物聯(lián)網技術獲取輸電線路的重要設備參數，然后通過統(tǒng)一的信息模型和通信規(guī)約將線路的運行狀況實時傳送到電力內網，采用主元分析方法對實時線路設備參數數據建模分析，及時預報故障的發(fā)生，保障輸電線路設備安全穩(wěn)定運行。監(jiān)測結果證明了基于物聯(lián)網技術和主元分析方法的輸電線路在線監(jiān)測技術的有效性。

關鍵詞：輸電線路在線監(jiān)測;主元分析;物聯(lián)網

智能科技是21世紀的科技發(fā)展主流。運用各種智能科技，解決生活生產中的一些列問題，能夠有效的減少人工體力勞動，節(jié)約時間。并且在全面檢查管理方面，都有著不可忽視的作用。而智能技術應用在輸電線路上，是一項大膽的改革創(chuàng)新。并且這種檢測系統(tǒng)能夠有效的防范一些容易被人們忽視的問題。而物聯(lián)網的檢測系統(tǒng)可以隨時進行更新，對輸電線進行檢查，減少事故發(fā)生，因此對于基于物聯(lián)網技術的輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用是勢在必行的。

1物聯(lián)網技術概述

1.1概念

“物聯(lián)網”這一詞最先是出自麻省理工學院，該詞是指使用射頻識別等設備、傳感系統(tǒng)通過互聯(lián)網進而實現對所包含的物品的識別和管理技術。在麻省理工提出物聯(lián)網這一解釋之前，我們同通常理解為：通過使用各項物體身上的標簽、傳感設備、二維碼等將接口與無線網絡連接，進而使該物體只能化，通過此方法可以完成人與物體的交流，也可以完成物體與物體之間的交互，我們把這樣的一個過程理解為“物聯(lián)網”。

1.2物聯(lián)網的特征

1.2.1可感知性可感知性指的是物聯(lián)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(lián)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。

1.2.2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。

1.2.3智能化智能化是物聯(lián)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(lián)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物聯(lián)網在智能電網應用中的基本架構

2.1感知層

感知層是指在實際搜集電網信息過程中用以感知搜集實時信息的一個重要部分，通過特定的信息模塊把所采集到的信息傳輸到匯聚控制器、采集地線等設備上，同時再把監(jiān)測所得到的數據發(fā)送到匯聚控制器中。感知層包含眾多傳感設備，其中包含安裝控制地線、過程導線、絕緣子和電線桿和設備塔上的實施監(jiān)測傳感器，通過使用無線通信接口和匯聚控制設備進行實時的數據互通、智能傳感器部件通過使用一致的信息實現自我監(jiān)測、信息采集，把實時數據傳輸到匯聚控制器中。

2.2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(tǒng)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(tǒng)一的信息傳遞規(guī)約把感知到的實時數據輸送至電路系統(tǒng)中進行統(tǒng)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(fā)，通過對信息進行集中處理，實現個電網中數據的實時轉發(fā)傳遞集中。在這一過程中控制器是能夠統(tǒng)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(tǒng)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。

2.3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(tǒng)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(jiān)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(jiān)測到線路存在的問題，為之后的故障維修提供重要信息

3基于物聯(lián)網技術和主元分析方法的輸電線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)應用要點3.1系統(tǒng)任務

系統(tǒng)的主要任務就是感知層和網絡層的任務。這兩層的任務圓滿完成，就能夠保證系統(tǒng)和輸電網絡的基本正常運行。因此關注系統(tǒng)任務的完成度是十分必要的。并且能夠保證檢測系統(tǒng)的正常運行，完成自身的任務。

3.1.1感知層的任務

感知層主要是收集信息，信息分類，并且要把有關信息進行整理和分類。同時要揀選出并不必要的信息，保證信息的正確和實用性。

3.1.2網絡層

網絡層將感知層收集到的信息進一步的分類，并且要進行相關信息進行管理的工作。這樣才能保證有關部門以及行業(yè)調取信息的時候能夠快速有效的進行工作，不會因為某些程序和錯誤而影響工作，導致麻煩。

3.2結果分析

同時對感知層和網絡層進行調研，每一層的功能作用都盡心提高了有效的劃分。在相對原先的工作狀況下，能夠有效的利用好收集到的每一處的信息。同時能夠保證信息被及時的采用和反饋。但是在有些方面的不足也需要改進。

3.2.1輸電線路正常工況建模

輸電線路是整個運輸電線的重要途徑。應用了物聯(lián)網技術后，能夠隨時進行系統(tǒng)檢測，但是對于輸電線路的正常工況的建模不僅要根據原有的模型還有根據最新的信息采集所體現的模型。

3.2.2基于物聯(lián)網技術和主元分析方法的輸電線路在線監(jiān)測

對于最新的檢測技術，物聯(lián)網技術要想應用于輸電線路當中，還有根據具體的情況進行何種方式檢測。一般都是應用物聯(lián)網技術進行在線監(jiān)測。但是對于主元分析方法所帶來的問題也是需要快速有效解決的。

3.3物聯(lián)網需要及時更新改進技術

物聯(lián)網技術現在已經很發(fā)達了，但是面對時代的快速發(fā)展，技術也在不斷的進行更行，因此在一些方面現階段的物聯(lián)網已經處于落后時代，跟不上最新的技術潮流了。因此為了更好改進物聯(lián)網的技術和保證應用上的技術革新，需要對一些方面加以改進。尤其是在網絡連接以及新技術的方面。并且在輸電線路在線監(jiān)測方面，也要及時進行最新的技術升級，才能保證整個系統(tǒng)運行的良好性以及完善性。并且在整個技術更新的過程中，還有進一步把信息更好的利用起來，可以改進一下兩方面以及其他所需要的有待改進的方面。（1）基于RFID、GPS及狀態(tài)傳感器等物聯(lián)網技術的輸變電設備智能監(jiān)測模型與全景狀態(tài)信息模型的研究。（2）具有數據存儲、計算、聯(lián)網、信息交互和自治協(xié)同能力的一體化智能監(jiān)測裝置的研制。

4物聯(lián)網技術在輸變電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)未來發(fā)展及完善

隨著當前互聯(lián)網時代的到來和物聯(lián)網技術的不斷發(fā)展，不斷推動著物聯(lián)網技術在輸變電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的推廣和不斷完善，其應用也越來越廣泛，應用也逐漸趨于成熟。但是，時代在變化，在線監(jiān)測要求也不斷提高，尤其是智能電網的引進和使用，能加要求電網在輸電過程中要加強監(jiān)測，所以要進一步完善和拓展進行物聯(lián)網技術在輸變電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用。（1）隨著輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)智能化發(fā)展要求的不斷提高，要積極拓展RFID、GSP及狀態(tài)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(jiān)測模型，并在此基礎上加強全景狀態(tài)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(jiān)測系統(tǒng)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(jiān)測系統(tǒng)的研究，使其具備一定的自治協(xié)同能力。（3）從上述分析可以看出，全站設備狀態(tài)信息通信技術已經成為輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)建設的基礎，所以基于IEC標準的物聯(lián)網在線監(jiān)測通信技術和信息集成技術應該加強研發(fā)，并對有線/無線通信接口進行進一步的統(tǒng)一。（4）互聯(lián)網技術的發(fā)展也進一步推動了在線監(jiān)測系統(tǒng)硬件的發(fā)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(fā)。

結語：

國家的經濟發(fā)展離不開電力事業(yè)的支持。而隨著世界的技術發(fā)展，對于電力運輸應用都在逐漸采取最新的物聯(lián)網技術。在物聯(lián)網技術的基礎上對輸電線路進行在線監(jiān)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。

參考文獻：

[1]劉建明，趙子巖，季翔.物聯(lián)網技術在電力輸配電系統(tǒng)中的研究與應用[J].物聯(lián)網學報，2018，2（01）：88-102.

[2]高春雨，趙麗娟.基于物聯(lián)網技術的高壓線路監(jiān)測研究[J].自動化與儀器儀表，2017（03）：151-153.