物聯(lián)網(wǎng)在輸配電設備中的應用＊

羅步升

（廣東電網(wǎng)有限責任公司惠州供電局，廣東 惠州 516211）

物聯(lián)網(wǎng)在輸配電設備中的應用＊

羅步升

（廣東電網(wǎng)有限責任公司惠州供電局，廣東 惠州 516211）

智能電網(wǎng)信息技術、通訊技術、計算機技術與原高度集成形成新的電網(wǎng)，電力輸配電和分配基礎設施提高了能源利用效率、供電的安全性和可靠性，降低了功率損耗。智能電網(wǎng)的關鍵技術涉及到許多領域，是物聯(lián)網(wǎng)技術的智能化電網(wǎng)的重要基礎。應該構建一個智能的集成管理平臺，包括網(wǎng)絡設備感知、網(wǎng)絡通信、數(shù)據(jù)融合和應用平臺，實現(xiàn)全智能電網(wǎng)運營管理系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)信息支持系統(tǒng)應基于網(wǎng)格信息整合與分層分類整合，實現(xiàn)信息的垂直滲透和水平整合，為智能電網(wǎng)提供可靠的信息支持。

智能電網(wǎng)：物聯(lián)網(wǎng)：體系結構；射頻識別

智能電網(wǎng)的核心是通信基礎設施、現(xiàn)有的電力系統(tǒng)集成監(jiān)控、通信和控制軟件、監(jiān)控、通信和傳感器設備，比如智能電表硬件iot。簡而言之，智能電網(wǎng)是一個現(xiàn)有的電網(wǎng)，它包括傳感器、RFID（RFID）和遠程監(jiān)測和控制設備，這些設備由本地網(wǎng)絡支持。物聯(lián)網(wǎng)是一種傳感器，是RFID技術與互聯(lián)網(wǎng)的巧妙結合，智能電網(wǎng)實際上是物聯(lián)網(wǎng)技術在電網(wǎng)中的應用。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)是一種信息傳感設備，需要實時監(jiān)控、連接和交互，并通過互聯(lián)網(wǎng)形成一個龐大的網(wǎng)絡。目的是維持人與網(wǎng)絡之間的關系，并進而識別、管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)的技術和架構是成熟的，對智能電網(wǎng)的發(fā)展有著重要的推動作用。物聯(lián)網(wǎng)架構可劃分為3層，即感知層、網(wǎng)絡層和應用層。傳感器層包括各種傳感器，比如溫度和濕度傳感器、RFID標簽、讀取器、相機、GPS傳感終端等。感知層的作用是識別物體并收集信息。網(wǎng)絡層由互聯(lián)網(wǎng)、寬網(wǎng)格、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)和云計算平臺組成，它是物聯(lián)網(wǎng)的中心，負責對感知層獲取的信息進行處理。應用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶界面，與行業(yè)需求相結合。與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)有其獨特的優(yōu)勢——它廣泛應用于各種傳感技術，在物聯(lián)網(wǎng)上有各種各樣的傳感器，每一個都是信息的來源，不同類別的傳感器所捕獲的信息的內(nèi)容、格式是不同的。傳感器數(shù)據(jù)是實時的，以一定的頻率收集環(huán)境信息，并不斷更新。物聯(lián)網(wǎng)技術的重要基礎和核心是互聯(lián)網(wǎng)，可實時、準確地傳達信息。為了保證數(shù)據(jù)傳輸和發(fā)布的正確性和及時性，物聯(lián)網(wǎng)傳感器必須適應各種異構網(wǎng)絡和協(xié)議。

2 物聯(lián)網(wǎng)的技術體系架構

物聯(lián)網(wǎng)是一個開放的架構，需要廣泛的技術，包括rfid技術、媒體技術、物流管理、通信技術等。它的關鍵技術主要涉及3個方面：①感知技術。使用無線電頻率識別、條碼、全球定位系統(tǒng)、相機、傳感器、傳感器網(wǎng)絡、感知、捕捉和測量技術，可隨時隨地訪問。②信息技術。利用多種電信網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)，實時、準確地進行信息融合和項目交付。③智能處理技術。包括云計算的使用、模糊識別等。

通過各種智能計算技術，以及大量跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨功能數(shù)據(jù)分析和信息處理，最終實現(xiàn)了智能控制。在分析物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術的基礎上，在物聯(lián)網(wǎng)的整體技術架構中，我們應該保證物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模、流動性和安全性。在這一階段，由于我國物聯(lián)網(wǎng)應用程序仍相對分散，沒有系統(tǒng)性，形成了大規(guī)模的發(fā)展，促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)從初創(chuàng)到成長。應用該技術后，構建了一個開放、強大的物聯(lián)網(wǎng)架構。智能電網(wǎng)應用網(wǎng)絡可分為感知層、網(wǎng)絡層和應用層。傳感器層主要通過傳感器和RFID技術實現(xiàn)相關信息的獲??；網(wǎng)絡層依靠電力信息網(wǎng)絡實現(xiàn)各種能量信息的傳輸和分配；應用服務層主要利用智能計算、模糊識別等技術實現(xiàn)電網(wǎng)信息的綜合分析和處理，實現(xiàn)智能決策、控制和服務。

3 物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應用

3.1 電力設備的狀態(tài)監(jiān)測

國家對輸配電設備、智能電網(wǎng)電力輸配電和轉換設備的操作和控制提出了新的要求，以實現(xiàn)可視化、控制平臺虛擬化、密集、信息交互為目標，實現(xiàn)設備的良好運行，可以監(jiān)控生產(chǎn)過程，建立智能風險預警信息系統(tǒng)。電網(wǎng)設備狀態(tài)檢修根據(jù)整個生命周期優(yōu)化靈活的經(jīng)營方式，實現(xiàn)預警、決策支持、在線仿真和實時電網(wǎng)設備的持續(xù)改進等。輸電線路的在線狀態(tài)監(jiān)測是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的重要應用之一，物聯(lián)網(wǎng)技術的使用可以改善輸電線路的感知操作條件，可以監(jiān)視的內(nèi)容主要包括微風、地面振動、結冰、溫度變化和表面凹陷、輸配電線導體損壞、季風、污染等。設備監(jiān)測采集的信息不僅包括設備狀態(tài)信息，比如設備健康狀況、設備運行曲線等，還包括電網(wǎng)運行情況的實時信息，比如機組工作條件和電網(wǎng)棒等件。

3.2 變電站電氣設備綜合評估技術

變壓器等大型設備的安全性評價和故障預測被廣泛接受。本文研究了變電站電氣設備的綜合評價，研究了變電站早期和突發(fā)性故障的發(fā)生、發(fā)展過程和規(guī)律。介紹了變壓器設備故障的新特征提取方法和故障評價理論和方法，內(nèi)部絕緣早期和突然失效的多因素預測和評價模型，以及變壓器剩余壽命綜合評價系統(tǒng)的原理和關鍵技術。

3.3 輸變電設備全壽命周期管理技術

輸配電設備的整個生命周期管理的目的是最大限度地提高設備的可用性和可靠性。將第一個全生命循環(huán)成本管理方法應用于核電站，并逐步推廣到發(fā)電機、大變壓器、勵磁機、低壓輸配電系統(tǒng)、儀表空氣系統(tǒng)。國家標準協(xié)會建立了PAS55標準，并給出了資產(chǎn)管理的基本流程。由于電力輸送和改造設備投資在電力項目投資中占有非常重要的地位，因此，建立了全生命周期管理系統(tǒng)，電力項目投資損失的輸變電設備具有重要意義。

4 結論

為了實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術在智能電網(wǎng)應用中突破，必須創(chuàng)建電力網(wǎng)絡芯片設計、應用系統(tǒng)開發(fā)、標準體系、信息安全、軟件和測試平臺，比如一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈的實現(xiàn)，促進了物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的發(fā)展。智能電網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)應用將有效整合通信基礎設施和電力系統(tǒng)基礎設施資源，提高電力系統(tǒng)的信息水平，提高現(xiàn)有電力系統(tǒng)基礎設施的利用率，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟和綠色增長。

［1］郭登峰，徐正山，李坤，等.物聯(lián)網(wǎng)技術撐起智能電網(wǎng)［J］.華北電業(yè)，2010（02）.

［2］李勛，龔慶武，喬卉.物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)的應用展望［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2010，38（22）.

［3］趙強.基于物聯(lián)網(wǎng)技術的電力設備狀態(tài)檢修［D］.北京：華北電力大學，2011.

〔編輯：張思楠〕

TM76

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.156

2095-6835（2017）24-0156-02

廣東電網(wǎng)科技項目（編號：031300KK52160025）