物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)下的智能變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

顏偉

摘 要：近年來社會(huì)用電需求的不斷增大，電力工程建設(shè)數(shù)量也逐漸增多。伴隨中我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，我國(guó)電力行業(yè)在智能化、自動(dòng)化等方面獲得了極大的改善，值得一提的是，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)下的智能變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在涵蓋率較為廣泛、使用率逐漸提升的大環(huán)境下，智能變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電能遠(yuǎn)程的讀取、客戶服務(wù)等電力單位日常工作形成影響。本文就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)下的智能變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)展開探討。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智能變電站;監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

引言

在對(duì)變電站管控的過程中，其各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)往往存在傳輸節(jié)點(diǎn)過多、參數(shù)過多、干擾過大等問題。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)智能變電站設(shè)置了一種實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)交互、智能集中管理、傳感網(wǎng)監(jiān)控3個(gè)環(huán)節(jié)。在智能變電站運(yùn)行的過程中，能夠?qū)ζ錃怏w微水密度、設(shè)備絕緣、運(yùn)行溫度等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集、處理以及傳輸。實(shí)踐表明，數(shù)據(jù)采集十分精準(zhǔn)，使智能化的監(jiān)控系統(tǒng)得到了有效的實(shí)現(xiàn)。

1智能變電站

智能變電站是未來變電站發(fā)展的必要趨勢(shì)，這個(gè)面臨著通過新型材料達(dá)到環(huán)保、高效、節(jié)能的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。智能變電站可以通過系統(tǒng)內(nèi)提前設(shè)置好的相關(guān)程序和相關(guān)部件自發(fā)對(duì)變電站系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)節(jié)、控制。對(duì)于變電站常見的問題故障可以自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)排查，自動(dòng)將問題區(qū)域關(guān)閉或暫停服務(wù)并通知相關(guān)部門，幫助維修保養(yǎng)人員并未出現(xiàn)隱患的區(qū)域，加快自身質(zhì)量檢測(cè)，定時(shí)維修的工作效率。同時(shí)智能變電站可以自發(fā)根據(jù)實(shí)時(shí)情況調(diào)整輸出功率，根據(jù)不同條件，不同要求更改輸出功率做到高效控制，不浪費(fèi)寶貴資源，能實(shí)時(shí)對(duì)接外部系統(tǒng)，將點(diǎn)位置的變電站實(shí)時(shí)接入系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)將變電站系統(tǒng)進(jìn)行合理有效的能源分配，實(shí)現(xiàn)變電工作無人化，智能化的發(fā)展趨勢(shì)。

2物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

RFID數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)采用可跨平臺(tái)部署的Java平臺(tái)技術(shù)體系實(shí)現(xiàn)，通過統(tǒng)一把控每個(gè)地點(diǎn)設(shè)施的相關(guān)數(shù)據(jù)并統(tǒng)一由中心機(jī)一起監(jiān)控。監(jiān)控主機(jī)除了收集RFID采集數(shù)據(jù)外，還要求收集有關(guān)管理用戶、權(quán)限、設(shè)備等信息，并設(shè)置相應(yīng)的報(bào)警策略。整個(gè)監(jiān)控環(huán)節(jié)中，采用基于IP的數(shù)據(jù)傳輸方案，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為純B/S結(jié)構(gòu)，以方便部署和使用。機(jī)房與庫房在同一操作平臺(tái)上監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)線上線下的無縫銜接;系統(tǒng)由RFID資產(chǎn)監(jiān)控單元、計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、RFID中間件（數(shù)據(jù)采集服務(wù)器）和系統(tǒng)軟件組成。

3基于物聯(lián)網(wǎng)的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能變電站的在線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建傳感網(wǎng)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，在傳感網(wǎng)測(cè)控平臺(tái)基礎(chǔ)上建立智能集控管理與數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)給排水、設(shè)備運(yùn)行溫度監(jiān)測(cè)、SF6泄露監(jiān)測(cè)、圖像監(jiān)視及報(bào)警避雷器絕緣等的智能監(jiān)控功能。因此，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)交互、智能集控管理和傳感器監(jiān)控等三個(gè)部分組成。

3.2各部分功能

3.2.1傳感網(wǎng)監(jiān)控功能

變電站設(shè)備避雷報(bào)警器絕緣、圖像監(jiān)視、SF6泄漏監(jiān)視、設(shè)備運(yùn)行溫度監(jiān)視、排水等智能監(jiān)控功能是傳感網(wǎng)監(jiān)控的主要功能。能夠?qū)ψ冸娬緝?nèi)部的避雷器電流泄漏、SF6壓力微水密度、電纜偷溫度、運(yùn)行溫度、變壓器油溫、電纜溝水位等信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。在信息數(shù)據(jù)收集的過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)備在強(qiáng)磁場(chǎng)、高壓高溫環(huán)境當(dāng)中的工作狀況進(jìn)行充分的考量，數(shù)據(jù)傳輸以及傳感器的安裝是抗干擾設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，系統(tǒng)通過軟件對(duì)設(shè)計(jì)功能進(jìn)行分析。

3.2.2智能集控管理功能

智能集控管理實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感網(wǎng)監(jiān)控單元上傳的數(shù)據(jù)的處理，依據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果向傳感網(wǎng)監(jiān)控單元發(fā)送控制信號(hào)調(diào)節(jié)設(shè)備工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常情況進(jìn)行通知并記錄，保存設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過GPRS上傳數(shù)據(jù)至網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)當(dāng)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，智能監(jiān)控主機(jī)通過GPRS及時(shí)將異常狀況信息及位置信息以短信模式下發(fā)給工作人員，為工作人員及時(shí)掌握和處理現(xiàn)場(chǎng)異常狀況提供幫助。

3.2.3數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)交互功能

該功能主要運(yùn)用客戶機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫所構(gòu)成，對(duì)智能集控管理單元所上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，并且將其儲(chǔ)存進(jìn)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。變電站當(dāng)中的用戶可以運(yùn)用瀏覽器，通過網(wǎng)站訪問的形式來獲得變電站的工作信息。用戶還可以通過公眾號(hào)平臺(tái)以及手機(jī)軟件的使用，來獲得變電站的信息數(shù)據(jù)，這幾種方式只需要與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，就能夠?qū)ψ冸娬具M(jìn)行訪問。

4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在變電站在線監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

4.1變電站設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)

在現(xiàn)階段，電力設(shè)施的維護(hù)和檢查一般采用定期測(cè)試和維護(hù)的方法，可以最大程度地改善和解決設(shè)施的大多數(shù)不足和問題。但是，這種定期的預(yù)測(cè)試和維護(hù)的方法不能直接反映運(yùn)行設(shè)施的詳細(xì)信息和設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，也無法預(yù)先預(yù)測(cè)意外的故障。當(dāng)前，電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，人們對(duì)電力的要求也越來越高。原始的維護(hù)方法不再適合將來的需求。為了滿足未來的需求，電力設(shè)備應(yīng)從使用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和故障診斷技術(shù)來監(jiān)視電力設(shè)備的在線狀態(tài)，例如變壓器，母線，電容器，避雷器等，并實(shí)現(xiàn)設(shè)備的突然故障通知，因此以達(dá)到及時(shí)監(jiān)控的目的。

4.2系統(tǒng)測(cè)試

（1）硬件單機(jī)測(cè)試。在對(duì)那些傳感網(wǎng)監(jiān)控單元的硬件進(jìn)行調(diào)試的過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)各個(gè)模塊的PCB板進(jìn)行檢測(cè)，其中包括其焊接短路、虛焊的狀況，還包括漏焊與錯(cuò)焊的狀況，以及對(duì)通電的檢測(cè)、對(duì)集成電路引腳功能的檢測(cè)等，確保PCB板能夠正常的工作。（2）ZigBee傳感網(wǎng)單元功能測(cè)試。該單元功能能夠?qū)ψ儔浩鞯睦@組溫度與油溫、環(huán)境濕度溫度、避雷器電流泄漏、電纜溝水位、SF6微水密度等數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，并且運(yùn)用ZigBee網(wǎng)關(guān)在串口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。所以，運(yùn)用串口調(diào)試助手，能夠檢測(cè)其終端網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息準(zhǔn)確與否。（3）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互測(cè)試。監(jiān)控系統(tǒng)的主界面，對(duì)目前的時(shí)間日期進(jìn)行了顯示、還包括避雷器泄漏電流檢測(cè)子系統(tǒng)、電纜溝水位檢測(cè)子系統(tǒng)、SF6氣體檢測(cè)子系統(tǒng)、濕度檢測(cè)子系統(tǒng)、濕度檢測(cè)子系統(tǒng)等。指示燈綠色代表可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，紅色則為警告。

結(jié)語

智能變電站是變電站行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢(shì)，通過信息傳輸能力更強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將變電站節(jié)點(diǎn)工作的所有參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，用最科學(xué)有效的數(shù)據(jù)參數(shù)去遙控指揮各個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際操作，控制實(shí)際輸入工號(hào)，檢修故障區(qū)域，幫助工作人員更高效的完成變態(tài)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市供電系統(tǒng)的完善和正常工作任務(wù)。

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