浙江輝博電力設(shè)備制造有限公司 徐 彬

1 在線監(jiān)測技術(shù)

1.1 原理

計(jì)算機(jī)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在各領(lǐng)域的高質(zhì)量應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)層面支持，使得電力系統(tǒng)監(jiān)測工作能與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起，形成智能化監(jiān)測模式，成就了在線監(jiān)測技術(shù)[1]。在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行設(shè)備各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的全面收集與整理，能夠通過對數(shù)據(jù)信息各項(xiàng)內(nèi)容的深層次挖掘與利用對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)展開全方面監(jiān)測，確定設(shè)備帶電運(yùn)行情況，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在異常，為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行提供支持。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會通過對數(shù)據(jù)的收集與整理，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果匯總到總控制系統(tǒng)中，管理人員會通過對數(shù)據(jù)的運(yùn)用掌握設(shè)備運(yùn)行全狀態(tài)，從而完成相關(guān)管理操作。

1.2 優(yōu)勢

運(yùn)用在線監(jiān)測技術(shù)不僅能對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)展開精準(zhǔn)識別，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)還能按照各項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評估，做出針對性設(shè)備管控方案，這樣不僅能有效提高監(jiān)測針對性以及有效性，同時(shí)還能有效降低能源消耗問題，減少不必要的浪費(fèi)，能為電力系統(tǒng)高質(zhì)量運(yùn)行提供支持與保障，優(yōu)勢較為突出。正是鑒于該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，對技術(shù)具體情況展開研究顯得極為必要。

1.3 無線傳輸技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)會通過對波長在可見光上光波的運(yùn)用或通過對電磁波的運(yùn)用，利用非物理接觸性方式展開通信。按照從小到大順序可分為紅外光、微波以及無線電。按照傳播媒介分類，無線傳播方式主要有紅外線、藍(lán)牙以及WiFi等。

紅外技術(shù)。其應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)工作模式，通訊距離最長為三米，可為115.2kbps通訊速率提供技術(shù)保障，最高通信速率可達(dá)到4Mbps。技術(shù)整體應(yīng)用相對較為簡單，工作原理復(fù)雜難度較低，具有成本低及功耗小等方面的優(yōu)勢，在打印機(jī)、電腦以及手機(jī)等移動設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛。

藍(lán)牙技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)支持點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與話音短距離傳輸，能夠在2.4GHz頻段上展開傳輸操作。整體通信距離相對較短，一般保持在十米之內(nèi)。該項(xiàng)技術(shù)屬于即時(shí)技術(shù)，其對于固定基礎(chǔ)設(shè)施沒有明確要求，設(shè)置與安裝相對較為簡單。該項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于高數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)以及短距離語音業(yè)務(wù)，在無線耳機(jī)、移動電話以及PDA聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用較為廣泛。

WiFi技術(shù)。也被稱為無線高保真技術(shù)，與藍(lán)牙技術(shù)均屬于短距離無線傳輸技術(shù)。技術(shù)速率相對較高，能夠達(dá)到11Mbps，電波覆蓋范圍也相對較大，可達(dá)到50米左右。該技術(shù)在移動辦公用戶中應(yīng)用較為廣泛，應(yīng)用市場前景較為理想，已在民眾日常生活中得到了普及，在設(shè)備監(jiān)測工作中也有著極為突出的表現(xiàn)。

1.4 Zigbee無線通信

為保證電力運(yùn)行成本能被控制在合理范圍之內(nèi)，能真正達(dá)到高效率、低消耗的目標(biāo)，電力行業(yè)一直在對設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行著完善與優(yōu)化，并加大了對在線監(jiān)測技術(shù)的創(chuàng)新力度。傳統(tǒng)會通過有線布控的方式展開設(shè)備監(jiān)控，但隨著供電范圍的不斷拓展、供電密集程度的不斷提升[2]，民眾對于供電質(zhì)量提出了更高的要求，傳統(tǒng)監(jiān)控方式無法滿足設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控需求，無線監(jiān)測模式開始逐漸成為主流趨勢。無線監(jiān)測具有精準(zhǔn)度高以及設(shè)備添加工序簡單等方面的優(yōu)勢，實(shí)時(shí)性以及實(shí)用性更加理想，不僅檢修方便且更換簡單，是現(xiàn)代電力設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用有效手段。而在此所闡述的電力設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)，是以Zigbee無線通訊方式為基礎(chǔ)進(jìn)行構(gòu)建的。

1.5 Zigbee和移動通信

1.5.1 無線通信技術(shù)對比分析

為保證智能交叉口應(yīng)用質(zhì)量，需通過無線通訊手段覆蓋整個(gè)路口。目前WiFi、藍(lán)牙以及Zigbee是較為常用的短距離無線通訊手段。其中后兩種標(biāo)準(zhǔn)屬于無線個(gè)人局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，而WiFi的標(biāo)準(zhǔn)是無線局域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通過對各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢分析，可發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙具有功耗低、傳播率高及成本低等方面的優(yōu)勢，但其同樣也存在著網(wǎng)絡(luò)容量小以及傳播距離短等方面的限制，一般在節(jié)點(diǎn)較少且高速的無線個(gè)人局域網(wǎng)中應(yīng)用較廣。

WiFi技術(shù)具有傳播距離遠(yuǎn)及傳播效率高等優(yōu)勢，其網(wǎng)絡(luò)容量相對較大，但在抗干擾能力及成本方面存在著一定問題，要進(jìn)一步完善與優(yōu)化；Zigbee控制功能較為突出，抗干擾能力較為理想，同時(shí)具備網(wǎng)絡(luò)容量大及成本低等各項(xiàng)優(yōu)勢，雖傳輸速度相對較慢，但因考慮到智能交叉口需保證無線通訊手段傳輸距離能夠覆蓋整個(gè)路口，要具備良好的抗干擾能力及成本低廉的優(yōu)勢，所以該項(xiàng)技術(shù)是作為智能交叉口無線通訊最為合適的方式。

1.5.2 Zigbee技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)與蜂群使用通訊方式較為類似，是模仿蜜蜂通過振動翅膀的方式進(jìn)行方向以及實(shí)物位置等信息分享的一種技術(shù)手段。該技術(shù)是以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)所研發(fā)的新型無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸效率相對較低，傳輸距離相對較短，整體技術(shù)應(yīng)用具有特點(diǎn)：功耗相對較低。終端節(jié)點(diǎn)工作時(shí)所使用的電流相對較小，兩節(jié)五號電池能夠?yàn)榻K端節(jié)點(diǎn)提供6個(gè)月到2年左右的電流需求；成本與速率相對較低。該項(xiàng)技術(shù)通訊協(xié)議復(fù)雜度相對較小，與控制器并沒有較高的要求，芯片價(jià)格在30元以內(nèi)，且使用協(xié)議屬于對外開放模式，不需繳納專利費(fèi)用，數(shù)據(jù)傳輸效率在250kbps以下，處于低速率狀態(tài)，無法進(jìn)行聲音以及視頻等文件傳輸，但可以滿足普通控制系統(tǒng)要求；時(shí)延相對較短?？焖夙憫?yīng)時(shí)間較為理想，從休眠狀態(tài)到工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換只需15毫秒左右，能在發(fā)射功率增強(qiáng)的狀態(tài)下達(dá)到延長傳輸距離的效果，傳輸距離可達(dá)到3千米距離級別。

Zigbee網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置有一個(gè)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與建設(shè)。在進(jìn)行協(xié)調(diào)器程序編寫時(shí)，需完成網(wǎng)絡(luò)與相關(guān)參數(shù)配置操作，要通過對合適信道的選擇完成網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并在網(wǎng)絡(luò)建成后允許其他設(shè)備加入到其中。在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)以及樹狀網(wǎng)絡(luò)中以設(shè)置路由器作為網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，會通過終端設(shè)備和與電氣運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行相連的方式，對電力系統(tǒng)中的運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)展開全面監(jiān)測，完成數(shù)據(jù)接收與傳送，利用路由器或協(xié)調(diào)器做好信息傳輸工作，以便后續(xù)管理人員進(jìn)行設(shè)備管控。

2 在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展前景

通過對電力系統(tǒng)的分析，發(fā)現(xiàn)檢修理論與技術(shù)有著密切關(guān)聯(lián)。從決策技術(shù)與預(yù)測技術(shù)層面來看，目前工業(yè)國家的設(shè)備使用期限已接近老齡化階段，設(shè)備在運(yùn)行過程中的故障發(fā)生概率越來越高，需通過采取相應(yīng)方案的方法保證設(shè)備使用壽命，確保設(shè)備使用周期能得到切實(shí)延長，從而有效提高設(shè)備利用率以及經(jīng)濟(jì)效益[3]。利用在線監(jiān)測技術(shù)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，能在有效提高設(shè)備使用效率的同時(shí)保證檢修效率?，F(xiàn)階段技術(shù)應(yīng)用還存在著一定的不足之處，如何有效提升監(jiān)測系統(tǒng)抗干擾能力、提高監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)果精準(zhǔn)度等，都是科研人員需關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，也是今后需解決的重要技術(shù)難題。現(xiàn)階段介損測量技術(shù)及阻性電流測量技術(shù)發(fā)展較為理想，但還需對傳感元件一些問題展開進(jìn)一步優(yōu)化，確保在線監(jiān)測技術(shù)能更好地為電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行服務(wù)，為系統(tǒng)運(yùn)行可靠性貢獻(xiàn)出更大的力量。

技術(shù)人員需進(jìn)一步加大對國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)及科研結(jié)果的研究與借鑒力度，通過不斷加快電力設(shè)備發(fā)展速度的方式，有效提高開發(fā)力度及完善力度，保證可用軟件能得到不斷強(qiáng)化[4]。應(yīng)通過對監(jiān)測系統(tǒng)精準(zhǔn)度進(jìn)行不斷強(qiáng)化的方式，做好數(shù)據(jù)調(diào)查、收集及歸納等各方面操作，確保能在短時(shí)間內(nèi)總結(jié)出精華，形成專業(yè)化的監(jiān)測系統(tǒng)，而為監(jiān)測工作開展提供更加精準(zhǔn)的技術(shù)方面輔助。

綜上，無線傳輸以及紅外線等先進(jìn)在測監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)智能化、精準(zhǔn)化設(shè)備監(jiān)測的有效手段，也是保證電力系統(tǒng)高質(zhì)量運(yùn)行的重要措施。電力企業(yè)需進(jìn)一步加大對各種技術(shù)的研究及優(yōu)化力度，要通過對技術(shù)實(shí)施運(yùn)用情況的不斷分析與總結(jié)，確定技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢與不足之處，并與科研機(jī)構(gòu)形成有效配合，實(shí)現(xiàn)對技術(shù)不足之處的精準(zhǔn)強(qiáng)化處理，確保監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用水平能夠得到切實(shí)提升，在線監(jiān)測技術(shù)優(yōu)勢能被發(fā)揮到最大，從而實(shí)現(xiàn)理想化電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測模式，為廣大民眾提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。