物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備管理中的運(yùn)用

包鐵華

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)也得到了快速的發(fā)展。在電網(wǎng)中，輸變電設(shè)備是極為重要的組成元件，因此輸變電設(shè)備自身的安全可靠性直接影響著電網(wǎng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)安全運(yùn)行。本文首先對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與輸變電設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測技術(shù)概念以及電力系統(tǒng)在實(shí)際的建設(shè)中使用物聯(lián)網(wǎng)的層次分析進(jìn)行了概述，詳細(xì)探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備管理中的應(yīng)用，旨在促進(jìn)智能電網(wǎng)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);輸變電設(shè)備;管理應(yīng)用

前言

現(xiàn)代智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，更注重將業(yè)務(wù)流、信息流以及電力流等融于一體，信息采集質(zhì)量、傳輸質(zhì)量都極高，而這些優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用其中。當(dāng)前輸變電設(shè)備管理中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用已成為輸變電設(shè)備可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，可將通信基礎(chǔ)設(shè)施、電力系統(tǒng)等較多資源充分利用，對推動(dòng)現(xiàn)代智能電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)揮至關(guān)重要的作用。因此，本文對輸變電設(shè)備管理中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用研究，具有十分重要的意義。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與輸電設(shè)備監(jiān)測的相關(guān)概述

1.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

一般來講，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。且在這一互聯(lián)網(wǎng)中，利用紅外感應(yīng)器以及激光掃描器等設(shè)備，根據(jù)協(xié)議來講物品與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系在一起，經(jīng)過信息之間的交換以后，來實(shí)現(xiàn)智能化的定位與跟蹤的一種網(wǎng)絡(luò)。因此作為全新的信息技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注。

1.2 輸變電設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測技術(shù)

對于輸變電設(shè)備狀態(tài)的檢測來說，就是利用一些通信與傳感檢測技術(shù)等來對輸變電設(shè)備中的信息進(jìn)行收集與分析，并實(shí)現(xiàn)存儲與轉(zhuǎn)發(fā)。因此在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中就包括了微氣象監(jiān)測、覆冰監(jiān)測以及桿塔傾斜監(jiān)測等眾多方面。且在變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中還包含了氣體絕緣組合電器狀態(tài)監(jiān)測以及電力電纜檢測等。而對于輸變電設(shè)備的狀態(tài)來講，可以細(xì)化為以正常、異常以及故障狀態(tài)三種[1]。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備管理中的要求

（1）開放性要求：電力全域物聯(lián)網(wǎng)的軟硬件平臺應(yīng)具有開放性和適應(yīng)性，物聯(lián)網(wǎng)平臺及應(yīng)用功能模塊均應(yīng)基于國際、國家、行業(yè)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，支持電力全域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模塊的數(shù)據(jù)和功能交互，系統(tǒng)規(guī)模和功能可按需擴(kuò)展。

（2）可靠性要求：電力全域物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)時(shí)應(yīng)考慮可靠性要求，通過關(guān)鍵硬件設(shè)備及軟件采用冗余配置、集群、虛擬化、容災(zāi)備用等技術(shù)手段，消除單點(diǎn)故障，確保不因部分軟硬件故障而影響系統(tǒng)功能的正常運(yùn)行。

（3）集約化要求：電力全域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)按安全分區(qū)統(tǒng)一配置軟硬件設(shè)施，提高軟硬件資源綜合利用率。各類設(shè)備應(yīng)根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)選用適當(dāng)?shù)捏w系架構(gòu)和系統(tǒng)配置。對性能及可靠性要求高的實(shí)時(shí)類設(shè)備應(yīng)選用專用設(shè)備，對性能和可靠性要求相對較低的管理類應(yīng)用可采用低配置設(shè)備。

（4）易維護(hù)性要求：電力全域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具備系統(tǒng)自檢、性能預(yù)警、事件告警、故障診斷等功能，可對系統(tǒng)軟硬件設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，并具備統(tǒng)一的管控界面，可發(fā)現(xiàn)并排除系統(tǒng)隱患及故障。

（5）可管理性要求：電力全域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具備軟硬件設(shè)備集中管控能力，所采用的軟硬件設(shè)備應(yīng)具有可管理性，可自動(dòng)報(bào)告自身狀態(tài)或響應(yīng)狀態(tài)查詢指令，可響應(yīng)運(yùn)行控制指令。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備中的具體管理運(yùn)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)中主要從輸電與變電兩種設(shè)備類型著手，其中在輸電設(shè)備狀態(tài)方面，物聯(lián)網(wǎng)集中應(yīng)用中會(huì)將傳感器設(shè)置于輸電設(shè)備、線路以及桿塔中，在此基礎(chǔ)上通過采集裝置使設(shè)備或線路信息被實(shí)時(shí)采集，并利用網(wǎng)絡(luò)將收集后的數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)中心進(jìn)行發(fā)送。以輸電線路的監(jiān)測為例，其在內(nèi)容上包括振動(dòng)、風(fēng)偏、浮冰、導(dǎo)線溫度以及微氣象等監(jiān)測方面，通過各類傳感器的運(yùn)用，可使監(jiān)測結(jié)果被準(zhǔn)確獲取[2]。需注意的是物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)重點(diǎn)感知層在發(fā)揮其監(jiān)測功能的同時(shí)，仍面臨較為明顯的供電問題，系統(tǒng)供電能力難以都得到保證，此時(shí)可考慮從供電工作模式優(yōu)化、低溫儲能能力提高、發(fā)電方式豐富等方面著手，使問題得以解決。另外，傳統(tǒng)監(jiān)測輸電設(shè)備中，所選用的通信方式主要以GPRS、CDMA等為主，其很容易出現(xiàn)信號強(qiáng)度弱、通信速率低等問題，所以在實(shí)際應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中應(yīng)考慮進(jìn)一步優(yōu)化線路狀態(tài)監(jiān)測方式，采用OPGW與無線寬帶相結(jié)合的方式，可獲取較好的效果。而對于變電設(shè)備監(jiān)測內(nèi)容，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用下也需利用其不同的分層結(jié)構(gòu)包括應(yīng)用層、感知層以及網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行設(shè)備的監(jiān)控。以其中感知層部分為例，其主要負(fù)責(zé)收集電容型設(shè)備、GIS設(shè)備以及變壓器等相關(guān)信息。如其中GIS設(shè)備，收集信息的過程實(shí)質(zhì)是在線監(jiān)測氣體壓力、泄漏氣體以及局部放電的過程;再如變壓器，檢測中需收集的信息主要以局部放電、溶解氣體、繞組變形等內(nèi)容;而監(jiān)測電容型設(shè)備中涉及的信息內(nèi)容表現(xiàn)在濕度變化、環(huán)境溫度、諧波干擾以及頻率波動(dòng)等方面[3]。從網(wǎng)絡(luò)層角度看，現(xiàn)行應(yīng)用較為廣泛的主要以無線通信網(wǎng)絡(luò)為主，但需注意該種方式運(yùn)用時(shí)需充分考慮到信息安全問題。另外，在應(yīng)用層方面，要求監(jiān)測系統(tǒng)能夠與SCADA系統(tǒng)進(jìn)行配合，這樣在分析信息數(shù)據(jù)中將會(huì)起到重要作用。事實(shí)上，無論對于輸電設(shè)備還是變電設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用下都強(qiáng)調(diào)以全生命周期管理作為指導(dǎo)，其能通過對設(shè)備狀態(tài)信息的監(jiān)測，使影響設(shè)備使用周期的因素以及設(shè)備發(fā)展規(guī)律被分析。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)與發(fā)展趨勢

輸變電設(shè)備管理中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其在未來應(yīng)用中需在許多方面內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，具體包括：①監(jiān)測模型的構(gòu)建。模型構(gòu)建中需不斷將傳感器技術(shù)、GPS以及RFID等技術(shù)手段融入;②監(jiān)測裝置需滿足智能化、一體化特征。整個(gè)裝置除具備聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算與數(shù)據(jù)存儲等功能外，還應(yīng)在協(xié)同能力、信息交互能力方面驚醒提高;③傳感器的應(yīng)用。為滿足智能電網(wǎng)建設(shè)需求，且保證對輸變電設(shè)備進(jìn)行可靠監(jiān)測，在傳感器應(yīng)用方面可選擇光纖傳;④可視化平臺的開發(fā)[4]。在監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)信息中應(yīng)考慮使信息的顯示以三維立體形式為主，這樣便可觀察到設(shè)備的全景信息。綜合現(xiàn)行物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀看，其在未來電網(wǎng)建設(shè)中除發(fā)揮基本監(jiān)測功能外，需在互動(dòng)化、自動(dòng)化以及信息化等水平上不斷提升，確保電網(wǎng)運(yùn)行的整體質(zhì)量得到提升。

結(jié)束語

綜上所述，在輸變電設(shè)備管理中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著極為重要的意義。因此，必須進(jìn)一步提高和完善物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備管理中的應(yīng)用，這樣才能促進(jìn)智能電網(wǎng)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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