基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的避雷器在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用研究

趙堃浩

摘要：泛在物聯(lián)技術(shù)引入電網(wǎng)，將實現(xiàn)電能生產(chǎn)、傳輸、消費各環(huán)節(jié)的系統(tǒng)狀態(tài)全感知、業(yè)務(wù)全穿透，實現(xiàn)電力基礎(chǔ)設(shè)施與國家政策、行業(yè)管理、能源用戶以及企業(yè)內(nèi)部的全時空泛在連接，推進“兩網(wǎng)”的深度融合，提升以信息資源共享為特征的開放水平，創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式，構(gòu)建電力公司新業(yè)態(tài)。本文首先闡述了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的引入及其意義，之后結(jié)合避雷器在線監(jiān)測技術(shù)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，共同討論了在現(xiàn)場應(yīng)用時的數(shù)據(jù)智能化應(yīng)用問題，為今后的變電站泛在電力物聯(lián)網(wǎng)工作開展提供了一種新的思路。

關(guān)鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng);避雷器;在線監(jiān)測;應(yīng)用

1電力系統(tǒng)引入泛在物聯(lián)網(wǎng)的意義

在中國現(xiàn)代能源體系中，電力逐漸確立了其中心地位，電網(wǎng)在能源匯集傳輸和轉(zhuǎn)換利用中成為樞紐，推動電、氣、冷、熱、化學(xué)能等各類能源的互聯(lián)互通，改善中國能源結(jié)構(gòu)、提升全社會能源綜合利用效率。同時，由于電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)屬性，可以實現(xiàn)能量與信息的交互，使其成為能源配置平臺和綜合服務(wù)平臺，充分發(fā)揮電網(wǎng)的平臺型、樞紐型和共享型優(yōu)勢。此外，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和堅強智能電網(wǎng)二者深度融合，實現(xiàn)能量流、信息流和業(yè)務(wù)流的“三流合一”，統(tǒng)一于最終能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。因此，構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的前提和關(guān)鍵就是要建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，以信息化、數(shù)字化、現(xiàn)代化手段為傳統(tǒng)電網(wǎng)賦能，實現(xiàn)能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、交易、消費各環(huán)節(jié)設(shè)備及客戶的狀態(tài)全面感知和快速需求響應(yīng)，為社會生產(chǎn)和人民生活提供更加安全、優(yōu)質(zhì)、可持續(xù)的能源服務(wù)。

2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)含義

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是“三型兩網(wǎng)”中的第二張網(wǎng)，通過“大—云—物—移—智”和邊緣計算、區(qū)塊鏈等先進技術(shù)實現(xiàn)電力運營各業(yè)務(wù)的萬物互聯(lián)和人機交互，將所有與電網(wǎng)相關(guān)的人、事和設(shè)備連接起來，實現(xiàn)對內(nèi)“數(shù)據(jù)一個源、電網(wǎng)一張圖、業(yè)務(wù)一條線”推動數(shù)據(jù)共享融通、業(yè)務(wù)全面貫通，同時，對外廣泛連接多樣服務(wù)，延伸業(yè)務(wù)范圍，拓展服務(wù)對象，創(chuàng)新商業(yè)模式，積極培育和發(fā)展新興業(yè)態(tài)。

3泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的特征

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的提出，將實現(xiàn)從“采集+集中控制”向“采集+控制+區(qū)域自治”的轉(zhuǎn)變，逐步從“垂直封閉”轉(zhuǎn)向“水平開放”，以開放共享作為其本質(zhì)特征。與現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)不同，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將具備能源系統(tǒng)全周期內(nèi)各環(huán)節(jié)設(shè)備和用戶的全狀態(tài)感知和全業(yè)務(wù)穿透的能力，全時空泛在連接電力基礎(chǔ)設(shè)施、政府行業(yè)機構(gòu)、用戶和供應(yīng)商，推動數(shù)據(jù)融通，實現(xiàn)安全開放共享，促進能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新，為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

4泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中避雷器在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

4.1避雷器在線監(jiān)測裝置安裝方式

智能變電站的避雷器在線監(jiān)測裝置安裝方式是在避雷器本體上安裝電流、電壓采集模塊，先采集避雷器自身的電流、電壓信號模擬量，再通過現(xiàn)場數(shù)模轉(zhuǎn)換，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過光纖將數(shù)字信號傳輸給絕緣監(jiān)測柜，經(jīng)過數(shù)字計算以后，將最終結(jié)果傳輸給站控層服務(wù)器后臺。智能變電站中避雷器在線監(jiān)測裝置的具體安裝方式如圖1所示。

4.2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘與智能應(yīng)用

作為電力系統(tǒng)的數(shù)字化展現(xiàn)形式，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在海量數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)充分挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)在價值，有效提升電力系統(tǒng)運行經(jīng)濟性和安全性的同時，增強客戶的體驗感和參與度。基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口和傳輸標準的統(tǒng)一，達到定制化服務(wù)的數(shù)據(jù)應(yīng)用水平。通過電力設(shè)備的泛在物聯(lián)和數(shù)據(jù)分析，對其狀態(tài)進行全生命周期的綜合監(jiān)控。

4.2.1數(shù)據(jù)情景化

數(shù)據(jù)情境化是數(shù)據(jù)挖掘的一種典型技術(shù)，它是一個雙重過程：傳感設(shè)備單獨或共同感知捕獲電網(wǎng)情境化元數(shù)據(jù)。另一方面，數(shù)據(jù)本身可根據(jù)情境變化采用邊緣計算進行處理，提取隱藏在海量數(shù)據(jù)背后的巨大價值。總的來說，數(shù)據(jù)情境化是通過上下文語義分析和挖掘算法，對特定電力業(yè)務(wù)表示出有意義形式的數(shù)據(jù)。新興的數(shù)據(jù)情境化技術(shù)將大大增強歷史數(shù)據(jù)分析、實時態(tài)勢感知和態(tài)勢預(yù)測的能力。其中，歷史數(shù)據(jù)分析是以增量方式更新情境化信息和特征;實時態(tài)勢感知則是檢測能源使用周期中的異構(gòu)事件，并基于此發(fā)掘未知事件的情境化特征，進而采用態(tài)勢預(yù)測技術(shù)預(yù)測未來多種時間尺度下可能發(fā)生的連鎖事件。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)正是采用大數(shù)據(jù)分析和人工智能等方法深度挖掘海量數(shù)據(jù)價值，完成數(shù)據(jù)情景化，形成以用戶為中心的服務(wù)理念，在傳統(tǒng)供電服務(wù)基礎(chǔ)上，擴展數(shù)字經(jīng)濟的藍海。

4.2.2數(shù)據(jù)的智能應(yīng)用

無論是數(shù)據(jù)的采集還是數(shù)據(jù)價值的挖掘，其目的都是使數(shù)據(jù)更好地服務(wù)電網(wǎng)運營，為用戶提供高品質(zhì)電力和能源供給，服務(wù)并推動全社會整體發(fā)展進步。因此，除了典型的二維或三維數(shù)據(jù)可視化之外，以增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實為代表的數(shù)據(jù)高級應(yīng)用需要被重點研究和在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用。增強現(xiàn)實是對物理現(xiàn)實世界環(huán)境的直接或間接展現(xiàn)，其元素通過計算機生成的感覺輸入（例如視頻、圖片或地理位置等數(shù)據(jù)）來增強或補充現(xiàn)實觀測缺陷。因此，利用增強現(xiàn)實技術(shù)可以實現(xiàn)對電力設(shè)備的深度數(shù)字化展示，增強專業(yè)人員對電力系統(tǒng)本身及其設(shè)備的認知能力。虛擬現(xiàn)實是人為地創(chuàng)造一種與現(xiàn)實物理世界匹配的感官體驗，允許用戶與該世界交互。目前該技術(shù)已經(jīng)由視覺拓展到了包括聽覺和觸覺等多種形式。虛擬現(xiàn)實也允許模擬場景融入虛擬感知信息。基于電力全景數(shù)據(jù)的采集和處理，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以實現(xiàn)輸配電遠程作業(yè)，變電檢修作業(yè)模擬、電力建設(shè)過程可視化控制、智能頭盔巡檢等高級應(yīng)用，減輕了電網(wǎng)運檢人員的工作負荷，提升電網(wǎng)運維效率。對用戶側(cè)，沉浸式環(huán)境無限接近現(xiàn)實世界，還為用戶創(chuàng)建更加逼真的體驗，讓社會公眾更加深入地體驗和參與能源使用中。

5結(jié)束語

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和堅強智能電網(wǎng)統(tǒng)一于能源互聯(lián)網(wǎng)，二者深度交融，完成“能量流”“信息流”和“業(yè)務(wù)流”的深度耦合。以信息化、數(shù)字化、現(xiàn)代化手段為傳統(tǒng)電網(wǎng)賦能，實現(xiàn)能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、交易、消費各環(huán)節(jié)設(shè)備及客戶的狀態(tài)全面感知、信息交互和數(shù)據(jù)共享、需求快速響應(yīng)，為人民生產(chǎn)生活提供更加安全、優(yōu)質(zhì)、可持續(xù)的能源電力服務(wù)，為政府社會治理、節(jié)能減排、智慧城市建設(shè)等提供標準化、規(guī)范化的數(shù)據(jù)產(chǎn)品和基礎(chǔ)設(shè)施支撐，創(chuàng)造新的經(jīng)濟增長點。與此同時，以電網(wǎng)為樞紐，發(fā)揮電網(wǎng)自身的平臺和共享作用，通過對資金、技術(shù)、設(shè)備和人才的需求，技術(shù)向發(fā)電側(cè)和客戶側(cè)的延伸，引領(lǐng)和帶動上下游全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，將形成多方參與、合作共贏、開放共享的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

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