運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)破解配電網(wǎng)運(yùn)維難題

文 Article / 圖 Pictures_牛迎水

物聯(lián)網(wǎng)是“物與物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是通過(guò)各類(lèi)傳感器、射頻識(shí)別（RFID）、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，采集聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等信息，按約定的協(xié)議，把物品通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互相連接，進(jìn)行信息交換和通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。自1999年美國(guó)麻省理工學(xué)院提出“萬(wàn)物皆可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”以來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到快速發(fā)展與應(yīng)用，是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次數(shù)字技術(shù)革命。

物聯(lián)網(wǎng)正廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)

發(fā)達(dá)國(guó)家把物聯(lián)網(wǎng)作為國(guó)家戰(zhàn)略，起步早、實(shí)力強(qiáng)。美國(guó)的“智慧地球”“智能微塵”（具有電腦功能的一種超微型傳感器，可探測(cè)周?chē)T多環(huán)境參數(shù)，收集大量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理后，利用雙向無(wú)線(xiàn)通信裝置將這些信息在相距一千英尺的微塵器件間往來(lái)傳送）“全球網(wǎng)絡(luò)研究環(huán)境”等項(xiàng)目提升美國(guó)的創(chuàng)新能力；歐洲“物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃”，在藥品中使用序列碼，使藥品到達(dá)病人手中之前就得到認(rèn)證，減少制假、欺詐現(xiàn)象的發(fā)生和藥品分發(fā)中出現(xiàn)錯(cuò)誤；日韓的“U社會(huì)”（即“泛在社會(huì)”，指能夠?qū)崿F(xiàn)任何人與人，任何人與任何物，在任何時(shí)候和任何地點(diǎn)的通信與聯(lián)系）戰(zhàn)略等計(jì)劃相繼實(shí)施。

我國(guó)正在積極應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。工業(yè)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于鋼鐵、石化、汽車(chē)制造、采礦等企業(yè)的供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)工藝優(yōu)化、設(shè)備監(jiān)控管理及能耗控制等環(huán)節(jié)。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，在農(nóng)作物灌溉、生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)產(chǎn)品流通和追溯方面已有試點(diǎn)應(yīng)用。金融領(lǐng)域，在“金卡工程”、二代身份證等政府項(xiàng)目推動(dòng)下，我國(guó)已成為繼美國(guó)、英國(guó)之后的全球第三大射頻識(shí)別應(yīng)用市場(chǎng)，正在起步的電子不停車(chē)收費(fèi)（ETC）、電子身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼（ID）以及移動(dòng)支付等新型應(yīng)用將帶動(dòng)金融服務(wù)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用朝著縱深方向發(fā)展。交通領(lǐng)域，鐵路系統(tǒng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)較早，城市交通、公路交通、水運(yùn)領(lǐng)域的視頻監(jiān)控應(yīng)用最為廣泛。物流領(lǐng)域，射頻識(shí)別、全球定位、無(wú)線(xiàn)傳感等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在物流各個(gè)環(huán)節(jié)都有所應(yīng)用。

電力行業(yè)也在積極試點(diǎn)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。目前，物聯(lián)網(wǎng)中的射頻識(shí)別、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、全球定位等技術(shù)在電力生產(chǎn)管理各環(huán)節(jié)都有所應(yīng)用。發(fā)電環(huán)節(jié)，主要應(yīng)用于環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)、水情等監(jiān)測(cè)；輸電環(huán)節(jié)，主要應(yīng)用于線(xiàn)路狀態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)、雷電定位、智能巡檢等；變電環(huán)節(jié)，主要應(yīng)用于變電環(huán)境與設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、變電站安防等；在用電環(huán)節(jié)，主要應(yīng)用于用電信息采集、智能家居、智能樓宇等。

配電網(wǎng)運(yùn)維迫切需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

配電網(wǎng)遍布于人類(lèi)生活的各個(gè)角落，掌握其運(yùn)行狀態(tài)是配電網(wǎng)運(yùn)維管理的核心。當(dāng)今，配電網(wǎng)運(yùn)維還是依靠原始的人工巡視與檢測(cè)，成本高、效率低、效果差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代人的用電服務(wù)需求，迫切需要應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的感知技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理。

首先，應(yīng)用無(wú)線(xiàn)傳感器可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)多種參數(shù)量的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。無(wú)線(xiàn)溫度傳感器可實(shí)現(xiàn)設(shè)備接頭溫度、溫升和相間溫差的在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理；無(wú)線(xiàn)水浸傳感器可監(jiān)測(cè)設(shè)備位置（場(chǎng)所）是否浸（積）水，并實(shí)時(shí)地將水浸信息上傳到控制中心；無(wú)線(xiàn)桿塔傾斜傳感器可在線(xiàn)監(jiān)測(cè)桿塔傾斜狀態(tài)并告警；無(wú)線(xiàn)故障電流傳感器可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的電流取樣與分析，判斷是否為故障電流，上傳數(shù)據(jù)信息到控制中心，指導(dǎo)檢修人員快速準(zhǔn)確地排除故障；無(wú)線(xiàn)門(mén)磁傳感器安裝在柜門(mén)上，與永磁鐵或電磁線(xiàn)圈等器件配合使用，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)柜門(mén)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)以及開(kāi)關(guān)次數(shù)，尤其適用于反竊電箱柜；無(wú)線(xiàn)溫濕度傳感器可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)量設(shè)備環(huán)境溫度和相對(duì)濕度，并遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理；避雷器泄漏電流傳感器，可用于氧化鋅避雷器的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，檢測(cè)避雷器內(nèi)部是否受潮與異常，記錄避雷器在過(guò)電壓下的動(dòng)作次數(shù)。

其次，應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其所屬設(shè)備的自動(dòng)巡檢。射頻識(shí)別（RFID）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。

再次，應(yīng)用二維碼技術(shù)可進(jìn)行電力設(shè)備資產(chǎn)標(biāo)示管理。二維碼技術(shù)按一定規(guī)律在平面上分布黑白相間的特定幾何圖形來(lái)記錄信息，并通過(guò)圖像輸入或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)處理。

應(yīng)用藍(lán)牙和無(wú)線(xiàn)保真（WI-FI）技術(shù)可進(jìn)行近距離的C/S模式的通信，用于傳輸電力系統(tǒng)視頻監(jiān)控或者語(yǔ)音監(jiān)控。應(yīng)用無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在電力設(shè)備密集區(qū)域自組通信網(wǎng)絡(luò)，保障數(shù)據(jù)傳輸通道。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以破解配電網(wǎng)運(yùn)維難題

配電網(wǎng)如蛛網(wǎng)密布，環(huán)境復(fù)雜多變，人均維護(hù)量龐大，使得運(yùn)維工作普遍面臨以下難題：一是配電網(wǎng)及其設(shè)備越來(lái)越多，缺乏先進(jìn)的運(yùn)維監(jiān)測(cè)手段，運(yùn)行數(shù)據(jù)信息無(wú)法準(zhǔn)確、全面獲得。二是配電線(xiàn)路缺乏及時(shí)維護(hù)，往往在風(fēng)雨、雪霧等惡劣天氣，事故、故障頻發(fā)，存在著供電服務(wù)投訴風(fēng)險(xiǎn)。三是供電公司存在運(yùn)維人員不足問(wèn)題。把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)，可以應(yīng)對(duì)與破解上述三方面運(yùn)維難題。

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系，準(zhǔn)確掌握配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。應(yīng)用傳感器的信息采集、展示、綜合分析和報(bào)警處理等技術(shù)，搭建監(jiān)測(cè)體系，及時(shí)準(zhǔn)確掌握設(shè)備運(yùn)行信息。配網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)體系包括：設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，如溫度、門(mén)開(kāi)關(guān)、桿塔傾斜、配變運(yùn)行、配網(wǎng)線(xiàn)路故障等；設(shè)備運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，如環(huán)境溫濕度、場(chǎng)所積水、設(shè)備防盜等；設(shè)備的全景監(jiān)測(cè)，如配網(wǎng)監(jiān)測(cè)信息綜合展示、設(shè)備GIS定位、故障GIS定位、用電信息展示等；統(tǒng)計(jì)與管理，如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)與分析、智能決策等。

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修，全面提升運(yùn)維水平。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備標(biāo)識(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息識(shí)別，如臺(tái)賬參數(shù)、運(yùn)行檢修、狀態(tài)評(píng)價(jià)、作業(yè)指導(dǎo)等信息內(nèi)容，徹底解決長(zhǎng)久以來(lái)設(shè)備的“賬、卡、物”信息不對(duì)應(yīng)問(wèn)題；同時(shí)，通過(guò)采集設(shè)備各個(gè)階段的運(yùn)行信息，及時(shí)維護(hù)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，方便開(kāi)展電力設(shè)備從采購(gòu)、運(yùn)行、檢修直到報(bào)廢的全壽命周期管理。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)對(duì)電力設(shè)備的異常狀態(tài)報(bào)警預(yù)告技術(shù)，可科學(xué)指導(dǎo)檢修人員及時(shí)維護(hù)和檢修異常狀態(tài)設(shè)備，及時(shí)快速地處理故障事件，減少投訴。

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)破解企業(yè)結(jié)構(gòu)性缺員難題，全面提升供電服務(wù)效能。運(yùn)維人員通過(guò)手持終端掃描設(shè)備RFID標(biāo)識(shí)，即可查看該設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與環(huán)境、檢修記錄、設(shè)備故障等。作業(yè)人員通過(guò)手持終端完成日常巡檢、設(shè)備評(píng)價(jià)、缺陷信息填報(bào)等。管理人員通過(guò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，定位故障區(qū)域，指導(dǎo)檢修與搶修，可大大減少人力物力投入，提高效能。

無(wú)線(xiàn)溫度傳感器

無(wú)線(xiàn)桿塔傾斜傳感器

無(wú)線(xiàn)故障電流傳感器

避雷器泄漏電流傳感器