全維度智能變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)分析

程新權(quán) 國(guó)網(wǎng)四川省電力公司攀枝花供電公司

伴隨著各種現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用和普及，電信行業(yè)也開始呈現(xiàn)出新一輪的變化和突破，開始朝向更加電子化、智能化的方向前進(jìn)，“智能電網(wǎng)”的概念相應(yīng)形成。而“智能電網(wǎng)”不僅僅是指應(yīng)用各種通信設(shè)備設(shè)施，也是加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，從而推動(dòng)智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

一、智能變電站

近些年來，隨著科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，變電站設(shè)備作為電網(wǎng)運(yùn)行發(fā)展過程中的核心內(nèi)容、作為智能化電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施類別，可以直接通過應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、現(xiàn)代通信基礎(chǔ)設(shè)施以及各種管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變電站的穩(wěn)定運(yùn)行和高效建設(shè)，也切實(shí)推進(jìn)變電站項(xiàng)目朝向更加現(xiàn)代化、智能化、綠色化的方向前進(jìn)。變電站設(shè)備類別多樣，主要包括變壓器、互感器以及斷路器，各種設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用效能也存在差異，分別在不同階段發(fā)揮著重要效用，而任何一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)問題，都將會(huì)直接影響到變電站的實(shí)際運(yùn)行情況。在此情況下，展開智能變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作十分重要，也逐漸開始成為熱門研究議題。

智能變電站內(nèi)部包含三層兩網(wǎng)，三層則分別為站控層、間隔層以及過程層，在這其中，站控層和間隔層相互作用，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)共享，而過程層則以穩(wěn)定可靠性為其發(fā)展中心，能夠直接在屏柜內(nèi)應(yīng)用跳線完成操作[1]。智能變電站本身具有統(tǒng)一化的支撐平臺(tái)，并搭建形成信息建模，應(yīng)用各種技術(shù)手段完成數(shù)據(jù)收集、智能分析和實(shí)時(shí)處理。而隨著技術(shù)研發(fā)力度不斷增強(qiáng)，想要更好地發(fā)揮變電站設(shè)備自身應(yīng)用效能，需要加強(qiáng)全維度智能變電站設(shè)備建設(shè)，強(qiáng)化設(shè)備自身功能，發(fā)揮關(guān)鍵技術(shù)效用，實(shí)現(xiàn)全過程智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

二、全維度智能變電站設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)體系

（一）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則

對(duì)于智能變電站，整個(gè)數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)則為變電站日常檢測(cè)、運(yùn)行中的關(guān)鍵內(nèi)容，能夠直接影響到設(shè)備檢測(cè)結(jié)果，保障智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。而為了構(gòu)建更加規(guī)范化、系統(tǒng)化的智能通信網(wǎng)絡(luò)，保證數(shù)據(jù)傳輸，需要充分考量網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則，促使智能變電站能夠穩(wěn)定發(fā)揮效用，狀態(tài)檢測(cè)效果增強(qiáng)。而為了更好地發(fā)揮系統(tǒng)效用，促使?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)體系能夠穩(wěn)定且高效地運(yùn)行，這就需要工作人員切實(shí)強(qiáng)化狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系中的各種可靠性因素，例如QoS、拓?fù)鋄2]。與此同時(shí)，智能變電站運(yùn)行過程中各種可靠性因素能夠穩(wěn)定運(yùn)行，與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商也保持著緊密的聯(lián)系，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商自身帶有的網(wǎng)絡(luò)方法也存在很大差異，各種企業(yè)自身的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方式也存在差異，以上因素都是影響變電站設(shè)備可靠性因素的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。通常而言，對(duì)于早期智能電網(wǎng)，如果是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲饕x用樹結(jié)構(gòu)完成，而在智能變電站設(shè)備路由器聚合處，則能夠直接將其與核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，各個(gè)智能電網(wǎng)端點(diǎn)也能夠直接進(jìn)行變電站設(shè)備的自動(dòng)化連接工作。

（二）數(shù)據(jù)信息采集

現(xiàn)階段，智能變電站設(shè)備數(shù)據(jù)信息采集工作已經(jīng)開始從人工采集方式朝向電子采集方式的方向前進(jìn)，技術(shù)人員可以直接通過應(yīng)用無(wú)線通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)獲取智能變電站運(yùn)行情況，并能夠?qū)⒏鞣N設(shè)備信息進(jìn)行靈活傳輸。為了強(qiáng)化數(shù)據(jù)信息獲取，可以結(jié)合各種技術(shù)手段，構(gòu)建全維度數(shù)據(jù)信息架構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)更加靈活、自主地信息獲取和傳輸，無(wú)論是智能變電站設(shè)備運(yùn)行情況，還是工作人員維修、檢查信息，都可以直接通過架構(gòu)體系完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓π?，也能夠幫助工作人員進(jìn)一步了解和認(rèn)識(shí)智能變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，促使變電站自身的交互性也能夠相應(yīng)提高。對(duì)于全維度監(jiān)控體系，數(shù)據(jù)信息采集是一個(gè)主要環(huán)節(jié)，能夠直接通過傳感器的力量，獲取傳感器溫濕度、設(shè)備運(yùn)行情況、是否滲水等數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而通過ZigBee協(xié)議，將剛剛獲取到的各種數(shù)據(jù)信息上傳，而當(dāng)信息傳輸?shù)浇换C(jī)之后，數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)也可以直接通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將變電站設(shè)備信息一鍵上傳到變電站設(shè)備監(jiān)測(cè)平臺(tái)。對(duì)于已經(jīng)上傳到監(jiān)測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)信息，可以直接通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)完成信息分析功能，結(jié)合智能變電站真實(shí)所處環(huán)境，創(chuàng)設(shè)與變電站情形更加相符的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，從而更加精準(zhǔn)化的了解智能變電站設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況。

（三）傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

對(duì)于全維度智能變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系，傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會(huì)直接影響到整個(gè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系的運(yùn)行效果，如果傳輸網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，將會(huì)直接影響到體系運(yùn)行，促使?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)問題。而傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)行成果與通訊技術(shù)發(fā)展水平緊密相關(guān)，在此情況下，為了切實(shí)保障傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定傳輸和流程進(jìn)行，需要工作人員結(jié)合全維度智能變電站實(shí)際運(yùn)行情況，構(gòu)建更具針對(duì)性、統(tǒng)一性的通信協(xié)議，規(guī)范數(shù)據(jù)編碼方式、數(shù)據(jù)傳輸格式以及數(shù)據(jù)傳輸規(guī)則，促使各項(xiàng)工作都能順利、穩(wěn)定且流暢地進(jìn)行。

對(duì)于輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作，傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身由三部分組成，第一部分則為主網(wǎng)，一般而言，都會(huì)選擇應(yīng)用電力系統(tǒng)通信專網(wǎng)作為整個(gè)輸電線路傳輸網(wǎng)絡(luò)主網(wǎng)部分，我國(guó)大多數(shù)變電站都已經(jīng)完成通信專網(wǎng)裝配工作。第二部分則為接入網(wǎng)，接入網(wǎng)最為明顯的特點(diǎn)便在于覆蓋范圍較為廣泛，既可以 覆蓋幾百米的范圍，也可以覆蓋幾萬(wàn)米的范圍，當(dāng)技術(shù)人員建設(shè)接入網(wǎng)后，一般將會(huì)沿著輸電線路出發(fā)，直接連接到智能變電站。而當(dāng)技術(shù)人員連接接入網(wǎng)時(shí)，還需要將接入變電站其他節(jié)點(diǎn)設(shè)備以及塔桿節(jié)點(diǎn)設(shè)備。第三部分則為微網(wǎng)，當(dāng)技術(shù)人員建設(shè)微網(wǎng)時(shí)，則將塔桿作為建設(shè)中心，覆蓋面積能夠達(dá)成以塔桿為中心的數(shù)十米通信傳輸覆蓋，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)和接入網(wǎng)之間的連接工作。

（四）通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

對(duì)于智能變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要用于保障各個(gè)傳感器之間的聯(lián)系和通信，其中不僅包括物理性的連接架構(gòu)，也有邏輯連接示例，智能變電站中各種靈活多樣的傳感器能夠直接獲取、感知、收集變電站設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，例如變電站設(shè)備運(yùn)行溫度、運(yùn)行時(shí)形成的噪音。工作人員想要將這些設(shè)備傳輸?shù)綘顟B(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，則需要應(yīng)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成。需要注意的是，對(duì)于一些城市區(qū)域、人流量較大的地方，為了切實(shí)保障通信網(wǎng)絡(luò)傳輸，如果直接在各個(gè)變電站設(shè)備上配備相應(yīng)的數(shù)據(jù)線式通信網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用難度較高，很難實(shí)現(xiàn)全面地狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身類別多樣，如果是智能變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，主要應(yīng)用無(wú)線傳輸完成。無(wú)線傳輸方式聯(lián)網(wǎng)較為方便，能夠更好地實(shí)現(xiàn)功能控制。無(wú)線傳輸與一般的通訊網(wǎng)絡(luò)相比具有多方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，不僅能夠有效提高覆蓋面積，而且應(yīng)用起來也更加簡(jiǎn)單、方便、及時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也能夠有效保障設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系順利應(yīng)用。今后，也應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)技術(shù)研究，促使智能變電站設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全，切實(shí)優(yōu)化體系運(yùn)行狀態(tài)，促使其朝向更加智能化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。

三、結(jié)論

綜上所述，對(duì)全維度智能變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)展開研究具有至關(guān)重要的意義。近些年來，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)不斷發(fā)展變革，電網(wǎng)系統(tǒng)也開始朝向更加智能化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展，通過應(yīng)用多種技術(shù)手段，能夠促使智能變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)更加穩(wěn)定，今后，也應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)技術(shù)研究，切實(shí)推動(dòng)電力行業(yè)發(fā)展。