探析物聯(lián)網(wǎng)技術在數(shù)字化變電站中的應用

李誠　馬大宇　吳世斌　沈劉玉　林莉

摘要：數(shù)字化變電站運行穩(wěn)定性較強，數(shù)據(jù)采集準確，同時傳輸過程中不會影響其準確性，動作失誤率較低，因此數(shù)字化變電站得到了人們的青睞。本文主要分析了物聯(lián)網(wǎng)技術在數(shù)字化變電站中的應用，以供參考。

關鍵詞：數(shù)字化變電站;物聯(lián)網(wǎng)技術;準確性

中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）06-0100-01

1 物聯(lián)網(wǎng)感知層網(wǎng)絡

1.1 可跟蹤性

可跟蹤性是指不管在任何時候都可以通過物聯(lián)網(wǎng)獲取與自己相關物品的信息與坐標，同時還可以對物品周邊的環(huán)境有一定的了解。該技術一般被應用在航空物流領域中，客戶可以通過物聯(lián)網(wǎng)建立與自身行李之間的聯(lián)系，并及時對自己的行李做出準確定位。

1.2 可監(jiān)控性

物聯(lián)網(wǎng)的可監(jiān)控性能夠通過對物品的監(jiān)控來了解人類的喜好和行為。將其應用在酒駕處理上，能夠更好的對駕駛員的清醒程度予以實時掌控，防止酒駕的發(fā)生，保證駕駛員和出行人員的安全。

1.3 可連接性

物聯(lián)網(wǎng)具有較強的開放性特征，其可以通過與通信網(wǎng)絡以及廣電網(wǎng)絡的連接，擴大監(jiān)管范圍。尤其在食品和老人健康監(jiān)管中，發(fā)揮著巨大優(yōu)勢。變電站輸電設備在大電壓和大電流的運行模式下，設備參數(shù)的在線監(jiān)測能夠有效保證高壓隔離，抵御強電磁干擾。對于部分參數(shù)的的測量，要合理應用短距離無線通信技術，并以此為基礎創(chuàng)建無線傳感器網(wǎng)絡。

2 數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)構架

數(shù)字化變電站是數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的物理架構，結合電網(wǎng)運行的主要方式和地區(qū)的用電及能源開發(fā)特點，利用電力專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及數(shù)字化變電站信息系統(tǒng)保證電網(wǎng)、發(fā)電廠和用電所的能源，實現(xiàn)信息交互，創(chuàng)建數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)信息交互平臺。站內通信系統(tǒng)是發(fā)展中的技術核心，利用自動控制技術、能源預警和可視化技術對站內變電設備和變電所周圍的環(huán)境，實施全程的可視化管理，同時充分利用信息平臺實現(xiàn)調度系統(tǒng)、生產管理系統(tǒng)以及用電信息平臺的信息共享，從而創(chuàng)建數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺。

3 數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能組成

3.1 數(shù)字化變電站內部系統(tǒng)

將新能源發(fā)電系統(tǒng)、數(shù)字化變電站系統(tǒng)和節(jié)能用電管理系統(tǒng)進行信息融合，可保障地區(qū)用電需求。在數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，數(shù)字化變電站內部系統(tǒng)扮演了站端的角色。其主要由視頻監(jiān)視系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)、變電站監(jiān)控系統(tǒng)、安全工器具管理等系統(tǒng)組成。多個子系統(tǒng)之間均需遵照統(tǒng)一的通信標準和要求，利用網(wǎng)絡技術實現(xiàn)數(shù)字化變電站一次設備、二次系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)的有效互聯(lián)。在系統(tǒng)運行的過程中，要在數(shù)字化變電站一次設備的本體上及運行場所中，設置傳感器和射頻探頭等多種輔助信息采集設備，進而組成數(shù)字化的變電站站內局域網(wǎng)。這保證了數(shù)字化變電站運行設備監(jiān)控的自動化與可視化以及巡檢的智能化等多種功能。變電站運行的過程中，若出現(xiàn)故障，即可對故障予以及時預警和快速定位，明確故障原因，第一時間處理故障，確保系統(tǒng)平穩(wěn)運行[1]。

3.2 多能源協(xié)調控制系統(tǒng)

調度系統(tǒng)在數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著重要作用，其充當管理端的角色。調度系統(tǒng)運行的過程中，可變電站運行的遠程數(shù)字化監(jiān)控，滿足清潔能源發(fā)電廠的發(fā)電需求及基本流程。變電站物聯(lián)網(wǎng)信息綜合分析與計算中，調度系統(tǒng)也可結合電網(wǎng)潮流控制以清潔能源為生產基礎的電廠。電廠日常生產中主要輸出光伏電站以及風能。如風能和光能無法滿足能源輸出的基本需求，則應及時采取科學有效的水電補償措施，以清潔能源實現(xiàn)發(fā)電，進而提高資源的利用率。同時，調度系統(tǒng)要以準確可靠的數(shù)據(jù)信息為基礎，仔細分析上網(wǎng)電價和存儲電價，明確電價的經(jīng)濟性，進而保證分布式微網(wǎng)系統(tǒng)運行的科學性和有效性。

3.3 智能用電管理系統(tǒng)

目前，城市發(fā)展水平不斷提高，人們也越來越追求生活品質。綠色出行理念開始盛行，智能家居以及節(jié)能用電需求量明顯增大。而且在智能電網(wǎng)發(fā)展中，也建成了多個試點，其可結合實際建設分布式光伏微網(wǎng)、充電站、智能賓館和智能交通充分融合的交互式綜合平臺。平臺中的用戶能夠利用用電管理系統(tǒng)APP，了解并掌握物聯(lián)網(wǎng)的重要運行數(shù)據(jù)、實時電價以及電網(wǎng)系統(tǒng)的最新信息，制定更為科學合理的用電規(guī)劃。同時，數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)也促進了智能化分布式微網(wǎng)的建設、發(fā)展與應用。微網(wǎng)用戶可根據(jù)自身的需求發(fā)電，且明確用電量。在這一過程中也促進了信息的互動。廣大用戶只需借助APP和移動客戶端即可參與電力市場化交易，一方面滿足了用戶的需求，另一方面也提高了電網(wǎng)的管理質量[2]。

4 數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術

4.1 物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡構建

數(shù)字變電站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在運行的過程中，數(shù)字化交換機技術發(fā)揮了十分重要的作用，該技術的應用有效實現(xiàn)了電力專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化變電站之間的信息交互，并以此為基礎創(chuàng)建集合了電力流、信息流及業(yè)務流的數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通信平臺。再者，于發(fā)電端、變電端和用電端三部分安裝滿足運行要求且精準度較高的攝像頭以及信息采集傳感器，該傳感器能夠完成若干功能的有效互動。應用層主要是決策、管理和互動的機構，其充分滿足了智能電網(wǎng)信息流傳遞的要求。信息流通常指的是在滿足用電、供電及發(fā)電基本需求的基礎上，構建完善的信息數(shù)據(jù)交換中心，從而更好地保證系統(tǒng)中的信息共享，提高信息共享的效率，充分發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)勢[3]。

4.2 數(shù)據(jù)采集與信息集成

數(shù)字化變電站物流網(wǎng)系統(tǒng)由多個分系統(tǒng)組成，系統(tǒng)自身需要接收大量的信息，同時信息的類型也十分繁雜，如實時數(shù)據(jù)、非實時數(shù)據(jù)等。在系統(tǒng)建設和系統(tǒng)優(yōu)化的過程中，人們也將關注的焦點放在了采取針對性措施篩選、劃分和集成不同類型及來源的數(shù)據(jù)信息，其對系統(tǒng)未來的建設與發(fā)展也有著較為重要的影響。當前數(shù)字化變電站運行和應用過程中存在的通信問題，需積極嘗試創(chuàng)建更為完善的數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)平臺，且結合行業(yè)規(guī)范和標準的要求建設數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本架構，網(wǎng)絡層建設的過程中，可應用數(shù)字化交換機和光纖傳輸通道來實現(xiàn)其作用。該通道可將原本分散的系統(tǒng)依據(jù)相同的通信協(xié)議達到信息集成的目的。

5 應用前景

我國電力企業(yè)發(fā)展的過程中，企業(yè)的發(fā)展水平日益提高，同時越來越多的企業(yè)開始建立數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。與以往相比，我國電網(wǎng)發(fā)展需求發(fā)生了較大的變化，物聯(lián)網(wǎng)技術也被廣泛地應用再核心數(shù)字化變電站當中，技術的發(fā)展與創(chuàng)新對變電站的運行質量和運行效率也產生了較大的影響，與此同時，技術的發(fā)展與廣泛應用也解決了以往系統(tǒng)運行中所出現(xiàn)的能源消耗較大，業(yè)務繁雜，處理難度大等多種問題。從上可以看出，該系統(tǒng)具有巨大的發(fā)展空間和發(fā)展?jié)摿?，研究人員需要對此予以更加深入的研究和分析。

6 結語

綜上所述，本文從物聯(lián)網(wǎng)感知層網(wǎng)絡出發(fā)，就數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)構架、數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能組成以及數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術等問題進行了全面且詳細的分析，希望本文的論述能夠為推進數(shù)字化變電站物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設提供一些意見上的參考。

參考文獻

[1] 吳招座.變電站輔助系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術的應用[J].科技與創(chuàng)新，2016（20）：140.

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[3] 譚秦紅.新時期計算機物聯(lián)網(wǎng)的應用探究[J].電腦迷，2017（4）：109.

Application of Internet of Things Technology in Digital Substation

LI Cheng，MA Da-yu，WU Shi-bin，SHEN Liu-yu，LIN Li

（State Grid Zhejiang Electric Power Co.， Ltd. Lishui Power Supply Company ， Lishui Zhejiang? 323000）

Abstract：Digital substation has strong operation stability， accurate data acquisition， and transmission process will not affect its accuracy， action error rate is low， so digital substation has been favored by people. This paper mainly analyses the application of Internet of Things technology in digital substation for reference.

Key words：digital substation; Internet of things technology; accuracy