物聯(lián)網(wǎng)技術在輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測中的應用

郭宴賓 羅紅波

摘要：近年來，電力企業(yè)正在不斷擴大運營，電網(wǎng)的規(guī)模發(fā)展在同時壯大，還將建立網(wǎng)絡信息傳輸平臺，智能電網(wǎng)操作，能夠快速地充分利用網(wǎng)絡操作的優(yōu)勢，實現(xiàn)完全的信息操作，尤其是利用電力傳輸和轉換設備對運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，物聯(lián)網(wǎng)技術的引入是為了實現(xiàn)電網(wǎng)的遠程控制。本文介紹輸變電設備檢測中物聯(lián)網(wǎng)技術的應用方式及應用現(xiàn)狀，進而對于物聯(lián)網(wǎng)在輸變電檢測設備檢測過程中，分別從物聯(lián)網(wǎng)的不同層級對于其應用過程進行了詳盡的分析。

關鍵詞：智能電網(wǎng);輸變電設備;物聯(lián)網(wǎng);在線監(jiān)測

電網(wǎng)運行智能化方向發(fā)展，是信息技術與電網(wǎng)充分融合的體現(xiàn)。隨著電網(wǎng)逐漸規(guī)?；?，要推進電網(wǎng)管理的現(xiàn)代化、智能化高效運行，就要將物聯(lián)網(wǎng)技術充分地利用起來，以使電網(wǎng)運行中的各項性能有效發(fā)揮?；谖锫?lián)網(wǎng)技術而進行輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測，可以確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定地運行。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術的基本概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)體系的構建

感知層、網(wǎng)絡層、應用層構成了物聯(lián)網(wǎng)體系，感知層的主要作用是接受短距離范圍的網(wǎng)絡信息，尤其是在整個網(wǎng)絡結構連接方面，感知層的作用十分明顯，能夠接受網(wǎng)絡系統(tǒng)運行中的各類信息，并且將信息傳輸?shù)较鄳O備之中。網(wǎng)絡層的作用則是實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息的傳輸，保證信息傳輸?shù)挠行?應用層則涉及到的內(nèi)容比較多，包括了計算機、智能手機等，可以進一步實現(xiàn)計算機與用戶之間的交互。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)體系的設計

協(xié)調(diào)器、路由器、終端設備是不可或缺的，作為物聯(lián)網(wǎng)的核心，協(xié)調(diào)器主要包括了組網(wǎng)的構建以及設備的維護，以及無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊龋饔脛t是保證執(zhí)行硬件的完善。另外，網(wǎng)絡設計主要是以電路設計為基礎，是應用網(wǎng)絡連接的方式，實現(xiàn)主控芯片與網(wǎng)關接口的相互關聯(lián)，并能夠及時的將路由器連接到終端之上。當然，在整個設計過程中需要多方面分析與考慮，要對節(jié)點的設計加以分析，并在無形中提高路由器的兼容性，保證路由器與終端設備節(jié)點的完善。而協(xié)調(diào)器則主要旨在數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)臅r候，其輸出的信號要經(jīng)過轉化才能傳輸?shù)骄W(wǎng)絡平臺中，只有如此才能保證數(shù)據(jù)信息的有效傳遞。

2 輸變電設備狀態(tài)檢測的現(xiàn)狀

從整體上分析，電力傳輸以及轉換設備狀態(tài)監(jiān)測協(xié)同是單一的電力傳輸以及轉換設備狀態(tài)參數(shù)集，很多情況下能夠?qū)崿F(xiàn)對信息的手機，并且還能夠從本質(zhì)上出發(fā)制定完善的獨立信息數(shù)據(jù)庫，進而形成網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域，這樣一來能夠真正提升信息系統(tǒng)的操作能力，甚至還可以實現(xiàn)日后分析與預測的完善性。其中如果每一個系統(tǒng)制造商不同，那么則會導致同一個裝置無法統(tǒng)一標準，并且這種發(fā)展趨勢下通信協(xié)議也無法實現(xiàn)與其它協(xié)議的相互關聯(lián)，甚至數(shù)據(jù)傳輸也會受到強電磁的干擾。這種發(fā)展趨勢下，對于具有無線傳感網(wǎng)絡技術的物聯(lián)網(wǎng)技術，能夠?qū)崿F(xiàn)技術的識別，并且也能夠做好職能監(jiān)控，比如醫(yī)用無線傳感器網(wǎng)絡能夠及時將電纜通信故障加以解決。從另外一個角度分析，RFID 射頻技術是現(xiàn)階段數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P鍵所在，該技術結合無線傳輸可以制定模型，并且能夠提供全新的智能電力傳輸檢測。還有一點是在互聯(lián)網(wǎng)的感知層以及傳輸設備的傳感器方面，可以及時采集電力傳輸以及轉換設備狀態(tài)信息，明確其方向。且物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層可以對數(shù)據(jù)收集，對數(shù)據(jù)分析，強化其它系統(tǒng)的能力，做好全面數(shù)據(jù)分析工作。但是無論從宏觀角度還是微觀角度分析，均需要明白的是物聯(lián)網(wǎng)技術要嚴格按照輸變電設備運行的實際情況對互聯(lián)網(wǎng)技術以及大數(shù)據(jù)集成加以了解，真正推動物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡傳播的有效性，并且還可以將其自身的作用充分發(fā)揮出來，這樣才能真正保證電力傳輸以及轉換設備的良好性。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術在輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測中的應用

3.1 智能感知層

所謂的智能感知層是物聯(lián)網(wǎng)技術應用中的基礎與保障，主要是將相關的感知設備相互整合，其中具有代表性的則是智能傳感器、 GPS全球定位系統(tǒng)等，這樣以此形成一個整體，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸變電設備運行中所存在的數(shù)據(jù)進行感知，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)對全壽命資產(chǎn)信息的收集。從另外一個角度分析，在感知層主要收集的信息涉及到了電網(wǎng)運行的信息、電網(wǎng)運維的現(xiàn)象，各類安裝設備的信息等，甚至還有氣象信息與自然災害信息。

3.2 智能網(wǎng)絡層

毋庸置疑，智能網(wǎng)絡層也是其中極其重要的一部分，是應用數(shù)據(jù)傳輸通道，實現(xiàn)異構網(wǎng)絡的介入，這樣便能夠真正實現(xiàn)輸變電設備的有效應用。一般而言，在整個輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)運行之中，有關信息傳輸主要涉及到的通信層是比較多的，其一是傳感網(wǎng)絡，其作用是智能監(jiān)測，是將現(xiàn)階段輸變電設備的基本狀態(tài)傳輸?shù)浇K端之中，并且也應用寬帶、光纖加以完成。并且等到數(shù)據(jù)到達智能終端的時候，還要加強對技術原理的應用，將其進入到變電站與供電局。其二是變電站，主要采取的模式是相互結合，是將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)之中。當然需要注意的一點是輸電線路的智能終端很多情況下會建立鏈接通道，并且當信息傳輸其中之后，還需要進一步分析輸變電線路所具備的兼容性以及拓展性。與此同時，輸電線路現(xiàn)象，需要利用網(wǎng)絡傳輸?shù)较鄳男畔⒐芾砥脚_上。其三則是供電局，其網(wǎng)絡所具備的作用是十分明顯的，主要的職責便是收集各方面的信息，并且經(jīng)過整理與歸納，在新時期，要想真正實現(xiàn)智能網(wǎng)絡層的有效性，很多情況下供電局的網(wǎng)絡需要構建光線組網(wǎng)，并且還需要將變電設備相互整合，這樣一來才能真正形成信息交互。

除此之外，輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)往往需要信息的整合，并且這些信息還需要及時傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行模?jīng)過數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)的整合，其中數(shù)據(jù)信息收集到的信息是多源異構數(shù)據(jù)，比如像監(jiān)測數(shù)據(jù)、調(diào)度運行數(shù)據(jù)、設備運行安全數(shù)據(jù)等，在這一系列數(shù)據(jù)整合之后可以為全壽命周期管理奠定基礎。

3.3 智能應用層

智能應用層所涉及到的內(nèi)容同樣眾多，且在智能應用層下可以構建完善的輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)全壽命周期管理系統(tǒng)，所涉及到的內(nèi)容包括了狀態(tài)評估、預測預警、智能診斷等，可以進一步實現(xiàn)電網(wǎng)設備的缺陷以及維修成本。

3.4 信息整合層

信息整合層同樣是輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)中不可或缺的一部分，其中信息集成平臺可以作為信息整合層的信息處理中心，主要采取面向服務架構以及服務總線的模式，實現(xiàn)信息的標準接入，并且還可以利用多源異構數(shù)據(jù)的相關特征進行提取、挖掘，真正實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的整合，對整個設備全壽命周期管理加以支撐。從另外一個角度分析，因為信息集成平臺在電網(wǎng)業(yè)務中的不同，所以需要多方面分析與研究，要保證層層落實，實現(xiàn)業(yè)務的完善性，且還需要嚴格按照需求加以配置。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術要依據(jù)輸變電設備運行加以完善

從上文中可以清楚認識到在當前時代的發(fā)展下，物聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)成為了輸變電設備運行的基礎與保障，尤其是智能電網(wǎng)的建設需要實現(xiàn)對電網(wǎng)運行的相互監(jiān)督與管理。作為智能電網(wǎng)的主要基礎設備，輸變電設備需要加強對物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，從全局出發(fā)實現(xiàn)對輸變電設備運行狀況的檢測，這樣能夠?qū)⒋髷?shù)據(jù)、云計算等技術相互融合。從另外一個角度分析，在輸變電設備運行中，其物聯(lián)網(wǎng)技術還需要將自身的作用充分發(fā)揮出來，或者針對實際的發(fā)展情況構建完善的安全保障機制，將跟蹤技術、定位技術以及遠程監(jiān)控技術進行融合，或者是將報警技術積極融入到物聯(lián)網(wǎng)技術中，這樣一來才能真正實現(xiàn)輸變電設備監(jiān)測的有效性，才能保證物聯(lián)網(wǎng)技術作用與優(yōu)勢的全面發(fā)揮。

結束語

綜上所述，在當前的發(fā)展趨勢下，物聯(lián)網(wǎng)技術應用到輸變電設備監(jiān)測中已經(jīng)發(fā)展成為了一項極其重要的內(nèi)容，尤其在電網(wǎng)智能化的發(fā)展下，要想真正滿足時代發(fā)展的要求，真正保證其穩(wěn)定性，那么則需要充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的作用與優(yōu)勢，使其具備靈活性，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確與全面，這樣方可提高我國電網(wǎng)的運行質(zhì)量與效率。