物聯網技術在配電網運維管理中的應用及研究

陳春

摘要：隨著信息化技術與科技的進步，配電網運維管理科技化、現代化程度越來越高，已經可以在一定程度上規避嚴重故障的發生，但是因其本身的復雜性，易受各個方面因素的影響，導致其運維管理已經逐漸難以滿足當前配電網運行需求。基于此，一些電力企業開始有意識地在配電網運維管理中引入物聯網技術，并取得了較好的效果，協助配電網在一定程度上規避了大多故障因素影響，保持了較高的運行效率。文章就物聯網技術在配電網運維管理中的應用進行了論述與分析。

關鍵詞：物聯網技術;配電網運維管理;應用;研究

引言：隨著社會經濟的快速發展，對于電力產品的質量與可持續供應有了更高的要求，這就要求電力企業能夠有效提升配電網運維管理水平。在這種情形下，部分電力企業開始嘗試在運維管理過程中合理融入物聯網技術，借助物聯網優勢突破以往運維管理中的諸多限制，并解決當前運維管理中的諸多問題。這要求電力企業正確認識到物聯網技術的應用途徑與基本內涵，從而在運維管理合適節點應用對應的物聯網技術，維護配電網的正常運行。

一、配電網運維管理中應用物聯網技術的意義

物聯網體系在建設時包括三個層次，以此包括應用層、傳送層與感知層。感知層的主要任務是進行信息感知與信息采集，屬于物聯網結構的核心設施與基礎架構;傳送層的任務是進行信息可靠傳輸，屬于物聯網中間層;應用層可實現各種信息的互通、協同與共享，是物聯網應用過程中的主要表現。配電網運維管理中應用物聯網技術，可有效提升配電網可制性與可觀測性，第一時間反映出配電網故障并提出合理解決建議，一定程度上保障用戶的合理用電。

二、物聯網技術在配電網運維管理中的應用

物聯網技術在配電網運維管理中的應用可從以下數個方面進行分析：

1.電網運維信息采集、整合與處理

配電網運維進程中涉及多個配電網，突出表現出配電網多、現場環境復雜、設備種類豐富、配電線路眾多、檢測流程多等特點。在配電網運行過程中，對技術人員操作要求較高，若是其因主觀原因而失誤，很容易造成配電網故障，故而配電網運維管理水平高低直接關系著配電網整體的安全穩定性。在日常運維管理過程中，相關技術人員主要職責是收集避雷器、配電變壓器、各個配電線路等運行狀態參數數據，以此來維護所有設備的安全運行。此外相關技術人員還需負責檢測破壞、盜竊電網等威脅配電網運維的安全信息。

配電網主要組成部分包括配電設備、桿塔、配電線路等，多數輔助設備成本造價低，如何以適宜成本進行信息采集是配電在線監測運維管理過程中迫切需解決的問題，當前階段配電網應用的運維監管系統大多只能用于采集一些重要信息，而一些小元器件產生的數據信息，則依靠傳統形式的人工采集，采集效率與處理效率過低。而物聯網技術的蓬勃發展與完善，可較大程度的解決配電網運維管理中的諸多問題，能夠在擴大信息采集面的同時，推動配電信息化進程，并對智能開關、配電狀態、避雷器動作次數與泄漏電流、工作電壓、線路電流等進行綜合與分析。此外還包括在電網運行環境狀態方面的應用：其一，對周圍環境溫度參數采集，保障電力設備始終處于額定范圍之內，避免溫度超標造成配電網故障;其二，環境濕度對配電網設備凝露性能、靜電性能都有不同程度的影響，為避免設備濕度超標或者不足，可將物聯網周邊濕度限定在一定范圍內。[1]。

2.配電網設備狀態檢測

設備狀態監測感知層一般是借助桿塔與相應設備上裝設的采集裝置、傳感器完成線路信息采集，再借助有線或者無線網絡將數據信息傳輸至地面數據信息進行分析，但是其供電問題卻是一大缺陷，難以滿足長久使用。而應用物聯網技術可有效解決這些問題，從以下兩個方面進行舉例分析：

其一，實現對配電網冷卻風機狀態檢測。將物聯網技術應用在配電網運維中，以無線傳感器來監測冷卻風機的軸溫與振動，縮減監測成本。而傳感器結構組成較多，例如MCU、溫度傳感器、鋰電池、加速傳感器等，而軸溫依靠溫度傳感器可隨時監測與記錄，MCU可在固定時間段啟動加速傳感器，在線監測冷卻風機機軸三維空間下的各項振動信息，其后將軸溫信息與三軸振動信息借助BF鏈路輸送到系統后臺，實現后臺軟件與環境溫度的有效融合，得到冷卻風機溫度上升后的溫度，對比冷卻風機振動量運行過程中的變化趨勢以及風機軸溫升、同種類型風機振動值與溫升，判斷冷卻風機的整體故障情況，實現專項問題專項解決，必要時更換受損部件，避免故障發生其二，電容器故障預警。電容器時有故障問題發生，且在故障后難以修復而只能更換，且所有電容器基本都會有溫度上升狀況，故而對其運行升溫與外殼形變進行監測，可實現故障預警以保持電容器長久運行[2]。

3.配電設備全壽命周期管理

就配電網長遠收益來講，需綜合各個方面的要素對資產進行設計與規劃，而在經濟效益得以滿足的基礎上，需縮減資產全壽命周期產生的成本。對配電網進行全壽命周期管理的基本前提是安全管理，并結合資產管理，立足配電網運行基本狀況，總結其運維管理實踐經驗，維護其長久使用。而在引入物聯網技術后，可全面監測相關設備全景狀態數據信息，關聯其相關屬性，科學評價其壽命，如此能夠周期化關聯電氣資產全壽命過程，提升設備診斷的準確性與真實性，并利于制造階段與安裝階段科學管理。

4.智能化設備巡檢

科技與信息化技術的飛速發展，使得人工巡檢方式逐漸難以更好的服務于配電網逐項運維管理需求，而物聯網本身的智能化巡檢不但可較大程度的提升配電網檢測水平，還可節約人力成本，提升檢測效率與質量。例如無線通信網、定位系統、射頻識別技術等物聯網設備的綜合應用，可對電網設備安全性與穩定性等進行全面監測，從而保障其長久運行使用[3]。

5.物聯網在配電自動化方面的應用

以“云、管、邊、端”等技術為核心，選擇支撐平臺技術，建設“云、管、邊、端”一體化系統集成方案。“云”化主站的作用主要是對配電網管理、狀態以及運行全過程進行整體感知、信息融合與智能應用，實現配電網數字化運維;選擇無線公網、無線專網、光纖專網融合應用，以此來提供配電網的本地通信網與遠程通電網;以集成邊緣計算平臺為基礎選擇對應的智能配變終端，數據化處理配電網各項數據信息;安裝集成即插即用的智能傳感設備與終端，對配電網各方面的數據進行靈活采集，比如包括在架空和電纜故障指示器信息采集，架空和電纜數據二遙數據采集;在臺區智能融合終端應用方面，可選擇以智能配變終端為基礎與核心，在臺區箱變、JP柜、配電室表箱處與低壓出線位置布置分布式臺區感知終端，進行表箱T接點處與低壓出線位置信息采集與分析，完成停電區段的整體研判及告警。

結語：綜述，文章就物聯網技術在配電網運維管理中的應用進行了論述與分析，強調了物其對于配電網運維的重要性，要求相關技術人員能夠以各項物聯網技術為核心推進各項運維管理工作，并根據運維效果與反饋及時地調整物聯網技術應用方向與策略，發揮出其最大功效的同時，縮減配電運維成本，促進電力企業配電網運維水平提升。

參考文獻：

[1]徐升.物聯網在配電網運維管理水平提升中的應用分析[J].通訊世界，2019，No.286（3）：128-129.

[2]李宜才.物聯網技術在配電網運維管理中的應用及研究[J].南方農機，2020，v.51;No.356（16）：168-169.

[3]王春艷，楊雙宇，李愷.物聯網在提升配電網運維管理水平中的應用[J].決策探索（中），2019，No.615（5）：68-68.