智能電網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展探究

國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司檢修公司 甘肅 蘭州 730070

引言

作為非常重要的新興產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)，目前智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到了很多發(fā)達(dá)國(guó)家的普遍關(guān)注，而我國(guó)也對(duì)智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)予以了高度重視，并且將智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)逐漸的上升到國(guó)家戰(zhàn)略，立足于示范工程建設(shè)、重大科技項(xiàng)目支持以及產(chǎn)業(yè)政策等方面對(duì)其進(jìn)行了全面的部署.基于智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是指在智能電網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的感知技術(shù)獲取和分析智能電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息，從而嚴(yán)密地監(jiān)控電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行.本文首先分析智能電網(wǎng)的特征，然后分析智能電網(wǎng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體應(yīng)用，最后討論基于智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè).這為智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合提供了較為規(guī)范的思路，為具體實(shí)施給出了方法和建議.

一、當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用

(一)源側(cè)的應(yīng)用

作為非常重要的新興產(chǎn)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電源側(cè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在傳感器應(yīng)用及對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，主要分成傳統(tǒng)電源和分布式電源兩個(gè)部分的應(yīng)用來(lái)闡述，其中通信一般依靠工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于傳統(tǒng)電源方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以應(yīng)用于對(duì)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷，文獻(xiàn)[1]設(shè)計(jì)了發(fā)電設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠檢測(cè)發(fā)電機(jī)組的實(shí)時(shí)情況，并根據(jù)機(jī)組的異常情況查找故障原因。對(duì)于分布式電源方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對(duì)風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，從而使新能源更好的并網(wǎng)接入和運(yùn)行。在光伏發(fā)電方面，文獻(xiàn)[1]可以實(shí)現(xiàn)對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)的光伏系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。文獻(xiàn)[1]除了可以實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏系統(tǒng)中最大功率點(diǎn)的跟蹤。在風(fēng)能發(fā)電方面，由于風(fēng)電場(chǎng)具有單機(jī)數(shù)目大、分布地區(qū)廣且大的特點(diǎn)，因此需要長(zhǎng)時(shí)間頻繁維護(hù)。

(二)網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用

傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸電側(cè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)輸電線路狀態(tài)的監(jiān)測(cè)及線路安全檢修管控，物聯(lián)網(wǎng)在輸電側(cè)的應(yīng)用可以解決目前監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高、數(shù)據(jù)傳輸率低等問(wèn)題，從而提高輸電效率。對(duì)于輸電線路的通信方面，目前基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的區(qū)別在于數(shù)據(jù)采集的方式不同或傳輸?shù)耐ㄐ欧绞讲煌?。文獻(xiàn)[2]通過(guò)對(duì)不同物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的組合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)距離輸電設(shè)施的信息傳輸和監(jiān)控。對(duì)于高壓線路的監(jiān)測(cè)方面，文獻(xiàn)[2]實(shí)現(xiàn)了高壓輸電線路的在線監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)高壓線路的參數(shù)測(cè)量，提高了其通信穩(wěn)定性和安全性，但仍存在電磁干擾、防潮、防雷以及各種自然環(huán)境等防護(hù)問(wèn)題。對(duì)于輸電塔的保護(hù)方面，文獻(xiàn)[2]設(shè)計(jì)了輸電塔保護(hù)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓骨干輸電塔的故障分類、定位和預(yù)警。在變電側(cè)的應(yīng)用主要是對(duì)變電站電氣信息、狀態(tài)信息和操作信息進(jìn)行監(jiān)控預(yù)警，一般通過(guò)光纖或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通信。在變電設(shè)備監(jiān)測(cè)方面，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以解決傳統(tǒng)變電設(shè)備監(jiān)測(cè)裝置相互獨(dú)立、數(shù)據(jù)無(wú)法共享、計(jì)算負(fù)荷分配不均及不具備故障初步診斷功能的問(wèn)題。文獻(xiàn)[2]均實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站內(nèi)主要變電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和對(duì)存在的故障隱患進(jìn)行報(bào)警和預(yù)警，文獻(xiàn)[3]針對(duì)智能變電站設(shè)備提出全面的全景信息建模方案，提高了設(shè)備性能。文獻(xiàn)[3]通過(guò)計(jì)算傳感數(shù)據(jù)的可信度，可以防止異常數(shù)據(jù)導(dǎo)致變電設(shè)備的故障。文獻(xiàn)[3]利用紅外圖像與可見(jiàn)光圖像配準(zhǔn)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電設(shè)備異常狀態(tài)監(jiān)控。在配電側(cè)的應(yīng)用包括對(duì)設(shè)備提供智能管理，對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，支撐配電自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，目前配網(wǎng)自動(dòng)化中的通信主要是依靠光纖，沒(méi)有條件的地方則主要依靠GPRS無(wú)線公網(wǎng)。

二、基于電力物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)

當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)智能化建設(shè)與國(guó)際領(lǐng)先水平相比還有一些欠缺，因此加快智能電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)刻不容緩。電力物聯(lián)網(wǎng)集成了智能傳感器、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端、射頻識(shí)別技術(shù)等技術(shù)，將電力物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)的全面感知，其中電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用如圖2所示，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用覆蓋了發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等全生命周期，能夠?qū)崿F(xiàn)輸電環(huán)節(jié)的線路監(jiān)控、視頻監(jiān)控；變電環(huán)節(jié)的設(shè)備巡檢、視頻監(jiān)控；配電環(huán)節(jié)的配網(wǎng)自動(dòng)化、設(shè)備監(jiān)控；用電環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程抄表、客戶關(guān)懷等功能。因此基于電力物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)作為電網(wǎng)公司建設(shè)的新趨勢(shì)，應(yīng)該具有較強(qiáng)的靈活性、可接入性、可靠性與盈利性。因此其主要功能應(yīng)該包括以下幾個(gè)方面：(1)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的個(gè)人用戶、企業(yè)公司的用電情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；(2)能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)故障診斷與預(yù)測(cè)，通過(guò)智能傳感器等設(shè)備實(shí)時(shí)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，及時(shí)預(yù)測(cè)并發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)故障區(qū)段，并進(jìn)行定位以便工作人員及時(shí)進(jìn)行維護(hù)與修復(fù)；(3)能夠?qū)崿F(xiàn)快速恢復(fù)供電，對(duì)于跳閘等一些簡(jiǎn)單的異常狀態(tài)，能夠及時(shí)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程恢復(fù)供電，保證居民生活、生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

結(jié)語(yǔ)

智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用，在智能電網(wǎng)中融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將智能電網(wǎng)的互動(dòng)化、自動(dòng)化和信息化特征充分體現(xiàn)了出來(lái).然而目前針對(duì)智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合仍沒(méi)有較為規(guī)范的思路，本文通過(guò)對(duì)智能電網(wǎng)特征的分析和智能電網(wǎng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具體應(yīng)用的討論，提出了規(guī)范的基于智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方案，為具體的實(shí)施給出了方法和建議.這為積極構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，全面地強(qiáng)化電力系統(tǒng)的信息化水平，最大化電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益起到了重要的作用.