張紅燕　梁鐸　尹瑜

[摘要]本文是對(duì)輸變電工程設(shè)備管理中物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用分析研究，通過(guò)對(duì)輸變電設(shè)備智能化關(guān)鍵技術(shù)及輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中合理地推廣應(yīng)用，有利于電力系統(tǒng)智能化改造；進(jìn)而電力系統(tǒng)也為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了廣闊應(yīng)用空間。

[關(guān)鍵詞]輸變電工程；工程管理；物聯(lián)網(wǎng)；設(shè)備管理

1、研究背景

1.1輸變電工程管理三大特點(diǎn)。輸變電工程計(jì)劃管理具有全面性、層次性與嚴(yán)肅性三大特點(diǎn)。全面性是指工程進(jìn)度計(jì)劃安排好涵蓋工程項(xiàng)目施工進(jìn)程的方方面面，包含所有施工事項(xiàng)，并為不同階段、不同環(huán)節(jié)施工進(jìn)度跟蹤控制提供指導(dǎo)與依據(jù)；層次性是指不同管理層次機(jī)構(gòu)要編制不同的進(jìn)度計(jì)劃；嚴(yán)肅性是指進(jìn)度計(jì)劃編制完成后要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)業(yè)的評(píng)審及審批才能夠形成真正具有指導(dǎo)意義和價(jià)值的基準(zhǔn)計(jì)劃，只有保證計(jì)劃本身的嚴(yán)肅性與科學(xué)性，才能夠真正為進(jìn)度控制提供切實(shí)有效的指導(dǎo)，才能有效糾紛施工進(jìn)度偏差。

1.2物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)主要分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)感知層中的應(yīng)用，主要包括二維碼標(biāo)簽、傳感器技術(shù)等。感知層分為兩個(gè)層次：通信延伸子層，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)把物理實(shí)體同虛擬網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的終端連接到一起；感知控制子層，通過(guò)傳感器技術(shù)來(lái)感知物理世界。而智能電力系統(tǒng)是通過(guò)感知控制子層對(duì)電網(wǎng)中各狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行收集和整理，同時(shí)通過(guò)通信延伸子層把數(shù)據(jù)記錄到物聯(lián)網(wǎng)中。物聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)的主要功能是網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層之間的信息轉(zhuǎn)換，分為接入網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)兩種。

物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用層中的應(yīng)用，主要作用是以電力系統(tǒng)的需求作為記憶，為電網(wǎng)提供合理的處理措施。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)把信息技術(shù)和智能電力系統(tǒng)有效地融合到一起，這對(duì)提高電力系統(tǒng)智能化水平有著非常重要作用。

1.3物聯(lián)網(wǎng)在輸變電設(shè)備管理中應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)在桿塔或電纜上裝置的功能強(qiáng)大的傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并把收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心。監(jiān)控內(nèi)容包括：線(xiàn)路故障及監(jiān)測(cè)、覆冰監(jiān)測(cè)、舞動(dòng)監(jiān)測(cè)、電纜溫度的監(jiān)測(cè)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)、弧垂監(jiān)測(cè)等。各種類(lèi)型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)收集到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，獲得監(jiān)測(cè)結(jié)果。輸電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)過(guò)程中的難題是供電，目前通常采用太陽(yáng)能供電，研究的方向是利用綜合儲(chǔ)能、創(chuàng)新發(fā)電的方式，以盡可能提高輸電設(shè)備的供電能力。在變電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)必須要滿(mǎn)足變電站向著智能化方向發(fā)展的基本需要。

2、輸變電設(shè)備智能化關(guān)鍵技術(shù)

2.1輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)。輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要分為變電站、輸電線(xiàn)路以及近年來(lái)不斷發(fā)展的換流站電氣設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)是智能優(yōu)化管理的重要途徑。

2.2變電站電氣設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)。在輸變電工程中，變電站設(shè)備監(jiān)測(cè)對(duì)象以及參數(shù)主要包括有變壓器、互感器、高壓斷路器和氧化鋅避雷器以及高壓母線(xiàn)等。變電器絕緣安全檢測(cè)技術(shù)方面一直都是研究的重點(diǎn)，變壓器、斷路器、互感器等特征信息的提取也是當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。

2.3輸變電設(shè)備綜合評(píng)估技術(shù)。輸變電建設(shè)設(shè)備的綜合評(píng)估工作主要包括故障診斷、狀態(tài)評(píng)估、故障預(yù)測(cè)、事故預(yù)警、狀態(tài)檢修等幾個(gè)環(huán)節(jié)，主要采用換流站電氣設(shè)備綜合評(píng)估技術(shù)，但該技術(shù)正處于起步階段，有待于進(jìn)一步完善。

2.4輸變電設(shè)備全壽命周期管理技術(shù)。建立輸變電設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng)，對(duì)降低整個(gè)電力項(xiàng)目的投資具有非常重要的意義。美國(guó)最先將全壽命周期成本管理的方法應(yīng)用于核電站，并且已經(jīng)逐步應(yīng)用于發(fā)電機(jī)、大型變壓器、勵(lì)磁機(jī)、低壓輸配電系統(tǒng)、儀用空氣系統(tǒng)等。

3、輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1一體化智能監(jiān)測(cè)裝置。檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況、實(shí)時(shí)監(jiān)督其運(yùn)行狀態(tài)作用明顯，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，確保搶修及時(shí)。盡管如此，檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用仍然有一些不盡如人意的地方，例如監(jiān)測(cè)信息交互度較低，對(duì)于復(fù)雜故障的綜合性判斷有所不足；監(jiān)測(cè)信息龐大，但實(shí)際上的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)很難從整體上對(duì)這些復(fù)雜的信息進(jìn)行駕馭等。為此，需建立監(jiān)測(cè)體系，以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)工作的統(tǒng)一規(guī)范化，一方面需規(guī)范檢測(cè)參數(shù)，使其符合指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；另一方面需提高監(jiān)測(cè)裝置適用性，保證其通用度，體滿(mǎn)足IEC概念及標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)監(jiān)測(cè)裝置的概念及技術(shù)規(guī)范重新進(jìn)行了擬定，提出“智能組件”的概念。在未來(lái)，監(jiān)測(cè)裝置的一體化建設(shè)將會(huì)成為輸變電監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展方向，其對(duì)監(jiān)測(cè)體系規(guī)范化的形成將起到推進(jìn)作用。

3.2編碼和標(biāo)識(shí)體系。電力行業(yè)編碼大體可分為物資編碼和設(shè)備編碼。目前該領(lǐng)域存在著編碼不統(tǒng)一的問(wèn)題，應(yīng)用角度的不同導(dǎo)致編碼誤差的情況也時(shí)有發(fā)生。另外，設(shè)備存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)所用條形碼等編碼由于識(shí)別距離局限性很容易在使用過(guò)程中受到影響，進(jìn)而無(wú)法實(shí)現(xiàn)設(shè)備在使用壽命內(nèi)的管理，在一定程度上制約著設(shè)備信息交流與共享。

3.3通信技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)中，“物-物”、“物-人”是其最典型的兩種通信方式，為聯(lián)動(dòng)保護(hù)設(shè)備創(chuàng)造了條件。以臺(tái)主變壓器為例，當(dāng)其油溫異常升高時(shí)，作為其控制器的斷路器會(huì)根據(jù)實(shí)際升溫情況進(jìn)行自動(dòng)化控制，進(jìn)而報(bào)警，主變保護(hù)設(shè)備也具備這一功能，除報(bào)警外還能控制系統(tǒng)由臺(tái)主變壓器切換到備用變壓器。

4、輸變電工程項(xiàng)目計(jì)劃管理對(duì)策

4.1進(jìn)度計(jì)劃的科學(xué)編制。輸變電工程項(xiàng)目進(jìn)度控制方面要圍繞建設(shè)方、承包方、分包方所提供的各類(lèi)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行全新編制，新進(jìn)度計(jì)劃要綜合考慮各方因素，保證自身的科學(xué)性、可行性與可靠性。對(duì)于工期控制較緊的施工項(xiàng)目，要明確進(jìn)度控制計(jì)劃的合理性及執(zhí)行舉措的有效性，考慮到電力工程本身需要諸多建設(shè)單位與部門(mén)積極參與，在計(jì)劃編制時(shí)要考慮到部門(mén)之間銜接、協(xié)調(diào)等工作影響，合理妥善安排進(jìn)度，針對(duì)整個(gè)項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)做計(jì)劃安排。

4.2進(jìn)度計(jì)劃監(jiān)測(cè)。在制定了科學(xué)的進(jìn)度計(jì)劃之后，對(duì)于計(jì)劃的監(jiān)督與執(zhí)行要嚴(yán)格落實(shí)，督促各部門(mén)、各建設(shè)單位如期完成。監(jiān)測(cè)的目的不僅是為了監(jiān)控進(jìn)度計(jì)劃的執(zhí)行情況、跟蹤工程施工進(jìn)展，也是為了協(xié)調(diào)工程行進(jìn)目標(biāo)及所需時(shí)間，積累管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中，要定期對(duì)工程進(jìn)度、計(jì)劃、執(zhí)行等情況進(jìn)行信息收集與總結(jié)，及時(shí)發(fā)展各類(lèi)問(wèn)題，通過(guò)與原有計(jì)劃的對(duì)比做好進(jìn)度糾偏工作，從而保證施工進(jìn)度與質(zhì)量。

4.3統(tǒng)籌造價(jià)與進(jìn)度控制。在進(jìn)度計(jì)劃監(jiān)測(cè)的同時(shí)要根據(jù)施工實(shí)際進(jìn)展資料完成網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃參數(shù)的計(jì)算、修正與編排，協(xié)調(diào)單位工期與工程竣工工期的進(jìn)度安排，追蹤有偏差的施工線(xiàn)路發(fā)現(xiàn)延誤根源，并及時(shí)予以改善彌補(bǔ)，配合各類(lèi)管理手段與技術(shù)方法做好進(jìn)度控制。同時(shí)，同期的造價(jià)成本控制要從預(yù)算評(píng)估、編制及執(zhí)行等方面入手，與進(jìn)度控制同時(shí)進(jìn)行，控制工程總花費(fèi)，避免突破預(yù)算限額，達(dá)到縮短工期、降低造價(jià)成本、提升施工效益與投資效果等目的，從規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就要對(duì)進(jìn)度計(jì)劃、造價(jià)控制計(jì)劃做協(xié)調(diào)統(tǒng)籌，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上力求縮短工期、降低造價(jià)，積極利用信息技術(shù)服務(wù)于項(xiàng)目管理，實(shí)現(xiàn)輸變電工程項(xiàng)目的最終控制目標(biāo)。

5、結(jié)束語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種先進(jìn)、新興的信息技術(shù)，發(fā)展?jié)摿薮蟆⑽锫?lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中合理地推廣應(yīng)用，有利于電力系統(tǒng)的智能化改造；而電力系統(tǒng)也為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了廣闊的應(yīng)用空間。