沈慶胤

摘要：電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，加強(qiáng)了人們對(duì)電網(wǎng)規(guī)模的研究，并且在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)信息傳輸平臺(tái)，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行的智能化，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)能夠快速運(yùn)行的特點(diǎn)，掌握網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中的全部信息，特別是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而達(dá)到遠(yuǎn)程控制的最終目的。本文主要分析探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用情況，以供參閱。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；輸變電設(shè)備；狀態(tài)監(jiān)測(cè)；應(yīng)用

輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過傳感器技術(shù)、廣域通信技術(shù)和信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知、監(jiān)視預(yù)警、分析診斷和評(píng)估預(yù)測(cè)，其建設(shè)和推廣工作對(duì)提升電網(wǎng)智能化水平、實(shí)現(xiàn)輸變電設(shè)備狀態(tài)運(yùn)行管理具有積極而深遠(yuǎn)的意義。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的簡(jiǎn)介及構(gòu)建

基于物聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是為載體實(shí)現(xiàn)虛擬空間信息共享的技術(shù)。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)的虛擬空間實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)的。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為高端技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展提供了平臺(tái)，包括跟蹤GRS的函數(shù)技術(shù)，紅外定位技術(shù)和定位功能等等。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層結(jié)構(gòu)。感知層的功能是接受范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)信息，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連接，通信設(shè)備是使用短距離無線通信網(wǎng)絡(luò)連接，使感知層可以有效地接受各種網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)操作和控制的傳播信息，并將信息傳輸?shù)街付ǖ脑O(shè)備。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)層主要是為各種各樣的信息開發(fā)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。物?lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用程序?qū)影娔X、智能手機(jī)和平板電腦等，使計(jì)算機(jī)在應(yīng)用程序?qū)雍陀脩裘g交換。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控架構(gòu)

輸變電設(shè)備是電力系統(tǒng)的中樞，隨著技術(shù)的發(fā)展，其越來越呈現(xiàn)出種類雜、數(shù)量大的特點(diǎn)，由此導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行信息難掌控、檢修計(jì)劃難安排等問題。為了真正推進(jìn)狀態(tài)檢修、科學(xué)減小設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入至輸變電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)是非常必要的。但因輸變電設(shè)備的交織耦合特點(diǎn)，其物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)將著重解決物理層面和信息層面的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性以及高混雜性等問題。為此需研究輸變電設(shè)備的信息模型、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、感知體系、通訊模型與接口規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)與信息安全等內(nèi)容。而以上內(nèi)容需由一個(gè)總體架構(gòu)來統(tǒng)領(lǐng)。筆者根據(jù)國(guó)際上對(duì)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的研究成果，結(jié)合輸變電設(shè)備全壽命周期管理的要求，提出具有通用性、起支撐規(guī)范作用的體系架構(gòu)，該架構(gòu)由智能感知層、數(shù)據(jù)通信層、信息整合層、智能應(yīng)用層構(gòu)成。1）智能感知層。電力傳輸和轉(zhuǎn)換設(shè)備系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)智能感知層是基于物聯(lián)網(wǎng)為載體，傳感裝置的應(yīng)用包括智能傳感器、GPS全球定位系統(tǒng)（GPS）、紅外傳感器、EPC標(biāo)簽等等。電力傳輸和轉(zhuǎn)換設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)生成的智能感知，并收集資產(chǎn)信息。感知層收集到的信息，包括電力傳輸和轉(zhuǎn)換的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)，信息采集、信息操作及信息網(wǎng)格操作，為輸電線路和設(shè)備安裝的信息收集提供包括氣象信息、自然災(zāi)害預(yù)警等信息。2）數(shù)據(jù)通信層。該層負(fù)責(zé)給解析數(shù)據(jù)提供傳輸通道，需具備異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入支持、移動(dòng)性支持等能力。根據(jù)信息上傳過程，數(shù)據(jù)通信層應(yīng)為“傳感器網(wǎng)絡(luò)層+變電站層+供電公司層”結(jié)構(gòu)。其中：①傳感器網(wǎng)絡(luò)層為各類傳感器、電子標(biāo)簽與智能終端之間建立連接通道，主要由光纖、寬帶電力線載波等組成。②變電站層是基于IP分配的可擴(kuò)展網(wǎng)，其負(fù)責(zé)將智能終端初步處理后的數(shù)據(jù)通過串口通信、LonWorks、CAN或光纖上傳至變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。③供電公司層也是基于IP分配的可擴(kuò)展網(wǎng)，其負(fù)責(zé)將各變電站信息匯集至輸變電設(shè)備全景信息平臺(tái)并提供縱向交互，一般需要光纖組網(wǎng)。3）信息整合層。即輸變電設(shè)備全景信息集成平臺(tái)，應(yīng)采用面向服務(wù)架構(gòu)SOA及企業(yè)級(jí)服務(wù)總線來組建。該層通過對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的特征提取和關(guān)聯(lián)挖掘，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的縱向整合與橫向集成。4）智能應(yīng)用層?；谖锫?lián)網(wǎng)的輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控不但要能獲取足夠的有效信息，還應(yīng)契合狀態(tài)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)測(cè)預(yù)警等智能化需求。

3應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中存在的問題

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是以無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、射頻識(shí)別RFID技術(shù)等作為物體智能識(shí)別、監(jiān)測(cè)的手段，其無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可有效解決有線通信方式的弊端。基于物聯(lián)網(wǎng)的RFID射頻識(shí)別技術(shù)以射頻通信數(shù)據(jù)通信，并結(jié)合無線通信網(wǎng)絡(luò)借助GPRS等無線遠(yuǎn)程傳輸方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電設(shè)備的實(shí)時(shí)同步管理，為輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供了新的智能化手段。在物聯(lián)網(wǎng)的感知層，輸電設(shè)備在桿塔、輸電線路上部署傳感器，變電設(shè)備在變壓器、GIS設(shè)備、容性設(shè)備等設(shè)備上部署傳感器，利用物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集裝置和智能傳感網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)采集輸變電設(shè)備的各種狀態(tài)信息。其中，傳感器以小型化、無線化為發(fā)展方向，以實(shí)現(xiàn)感知層輸變電設(shè)備的全范圍監(jiān)測(cè)。在物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層，輸變電設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置之間實(shí)現(xiàn)信息匯聚和交互后，通過電力專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、光纖（OPGW）和無線寬帶網(wǎng)絡(luò)等將實(shí)時(shí)狀態(tài)信息傳送至變電站和輸變電設(shè)備監(jiān)測(cè)中心；在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層，輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)及其輔助系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、分析及可視化展示外，應(yīng)加強(qiáng)與SCADA系統(tǒng)等其他應(yīng)用系統(tǒng)的信息綜合能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多方位綜合分析。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用如圖1所示。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電網(wǎng)智能化發(fā)展，輸變電設(shè)備作為電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)備，要確保其穩(wěn)定運(yùn)行，可以運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)輸變電設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在具體應(yīng)用中，要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以充分了解，注重根據(jù)輸變電設(shè)備監(jiān)測(cè)需要而發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的靈活性，以確保所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確，以提高電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹喜陽(yáng)，陳文康，曲思衡，劉紅昌.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程.2018（04）.

[2]李紅巖，蘇海峰，郝宇賢，柳云祥.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程.2016（06）.

[3]劉志永，王明霞，孫剛，金瑤.輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表.2017（03）.

（作者單位：天津天源國(guó)電電力技術(shù)有限公司）