物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用

摘 要：文章總結(jié)了物聯(lián)網(wǎng)及輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，詳細(xì)介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用，最后提出了物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)相互融合的意義。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 輸變電設(shè)備 狀態(tài)監(jiān)測

中圖分類號：TP391.44；TN929.5；TM76文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（a）-0103-01

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

1 相關(guān)技術(shù)簡介

物聯(lián)網(wǎng)一般是指“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是指利用傳感器技術(shù)、廣域通信技術(shù)和信息處理技術(shù)，獲取反映運行狀態(tài)的物理量，對其進行監(jiān)測、分析處理，必要時提供報警和故障診斷信息，避免故障擴大導(dǎo)致事故發(fā)生，實現(xiàn)對輸變電設(shè)備運行狀態(tài)的實時感知、監(jiān)視預(yù)警、分析診斷和評估預(yù)測。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)的概念于1999年在美國Auto-ID實驗室首次提出；2005年國際電信聯(lián)盟正式提出“物聯(lián)網(wǎng)概念”；2009年1月28日，IBM首席執(zhí)行官彭明盛在“圓桌會議”中提出“智慧地球”的概念；2009年8月7日，溫家寶視察無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心時提出“感知中國”的稱謂；“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。20世紀(jì)60年代，美國開展以在線監(jiān)測為前期的狀態(tài)檢修工作；80年代，狀態(tài)檢修從用于發(fā)電設(shè)備發(fā)展到用于輸變電設(shè)備；2000年，清華大學(xué)、武漢高壓研究所等研發(fā)了具有完整功能的輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)；2001年后，國網(wǎng)電力科學(xué)研究院、武漢高壓研究院等研發(fā)了雷電定位系統(tǒng)、覆冰監(jiān)控及自動除冰系統(tǒng)等并在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的推廣及應(yīng)用。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用

3.1 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)可劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，其產(chǎn)業(yè)鏈主要存在標(biāo)識、感知、處理和信息傳送4個環(huán)節(jié)。全面感知、可靠傳送、智能處理是物聯(lián)網(wǎng)的核心能力。全面感知是指利用RFID、GPS、傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)等感知、捕獲、測量的技術(shù)手段隨時隨地對物體進行信息采集和獲??；可靠傳送是指通過各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體接入信息網(wǎng)絡(luò)，隨時隨地進行可靠的信息交互和共享；智能處理是指利用各種智能計算技術(shù)，對海量的跨地域、跨行業(yè)、跨部門的數(shù)據(jù)和信息進行分析處理，實現(xiàn)智能化的決策和控制。

3.2 輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的現(xiàn)狀

目前各輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)往往都是對輸變電設(shè)備的單一狀態(tài)參量進行采集，信息采集及應(yīng)用是孤立的、割裂的，各系統(tǒng)需建立自己獨立的狀態(tài)信息庫，沒有形成采集信息全網(wǎng)覆蓋，大大增加了系統(tǒng)運行維護的工作量，不利于后期的分析處理及預(yù)測診斷；且各系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家不同，導(dǎo)致裝置標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、通信規(guī)約不統(tǒng)一，不利于系統(tǒng)的運行維護及后期與其他系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)；另目前就地監(jiān)測層與站端控制層間的通信仍以有線通信模式為主，須鋪設(shè)通信介質(zhì)（如光纖）作為通信信道，不僅布線復(fù)雜、成本高，且數(shù)據(jù)傳輸易受強電磁干擾。

3.3 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)、射頻識別RFID技術(shù)等作為物體智能識別、監(jiān)測的手段，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?；谖锫?lián)網(wǎng)的RFID射頻識別技術(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，可實現(xiàn)對輸變電設(shè)備的實時同步管理，為輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測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)測數(shù)據(jù)采集裝置和智能傳感網(wǎng)絡(luò)，實時采集輸變電設(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，以實現(xiàn)感知層輸變電設(shè)備的全范圍監(jiān)測。在物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層，輸變電設(shè)備智能監(jiān)測裝置之間實現(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)等將實時狀態(tài)信息傳送至變電站和輸變電設(shè)備監(jiān)測中心；在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層，輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)平臺及其輔助系統(tǒng)在實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、分析及可視化展示外，應(yīng)加強與SCADA系統(tǒng)等其他應(yīng)用系統(tǒng)的信息綜合能力，實現(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)測中的應(yīng)用如圖1所示。

4 結(jié)論

建設(shè)堅強智能電網(wǎng)已成為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向和既定目標(biāo)。輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，是實現(xiàn)輸變電設(shè)備狀態(tài)運行檢修管理、提升輸變電專業(yè)生產(chǎn)運行管理精益化水平的重要技術(shù)手段。積極引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有助于提升輸變電設(shè)備監(jiān)測診斷、運行管理的水平，推進智能電網(wǎng)建設(shè)。

參考文獻

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