電力物聯網技術在電力設備在線監(jiān)測中的應用

唐大禹

摘要：隨著計算機技術的不斷發(fā)展和進步，將物聯網計算機應用模式融入電力設備在線監(jiān)測管理工作中具有重要的推廣價值，能在提升系統(tǒng)運行安全性的同時，完善電力設備在線監(jiān)測監(jiān)控模式，為設備檢測實用性水平的提升提供支撐。

關鍵詞：物聯網計算機;電力設備;監(jiān)測系統(tǒng);舞動監(jiān)控;紫外內窺檢測

引言

為了全面提升電力系統(tǒng)的建設運行水平，保障電網安全穩(wěn)定，適應新形勢下的電力系統(tǒng)發(fā)展要求，采取新技術手段對電力設備進行實時性監(jiān)測管理顯得尤為重要。文章介紹了物聯網計算機，以及物聯網計算機在電力設備在線監(jiān)測中的實際應用方案。

1物聯網技術概述

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡。其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。通過信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。近年來，電力系統(tǒng)安全監(jiān)控及控制儀器等方面的發(fā)展有著顯著變化，向著更加便攜、更多功能、更靈活的數據通信模式發(fā)展。并且，配合大容量數據存儲功能模式和友好的人機接口智能化模式，在提升應用效率的同時，建設出更加完整的系統(tǒng)運行框架。這需要物聯網計算機系統(tǒng)作為關鍵技術支撐。物聯網計算機本身配置處理能力和工作頻率較好的處理器，能實現多樣化的外接處理，確保匹配電力安全監(jiān)控數字化發(fā)展的需求。物聯網計算機主要分為4個基本層級。

（1）硬件層。作為物聯網系統(tǒng)的基礎，能借助接口處理實現CPLD邏輯設計，并且能滿足操作系統(tǒng)內核和調度性要求。

（2）驅動層。主要是實現驅動程序的讀取和應用，利用數據結構算法、操作系統(tǒng)處理及編輯原理等就能實現任務的驅動控制。

（3）操作系統(tǒng)層。實現操作系統(tǒng)的移植和應用處理，并且能配合操作系統(tǒng)的應用標準維持操作的流暢性。

（4）應用層。實現編程接口函數調用處理工作。

2物聯網計算機在電力設備在線監(jiān)測中的運用

2.1在輸電線路舞動監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

對于電力設備管控工作，輸電線路的實時性監(jiān)控和控制是非常關鍵的環(huán)節(jié)?；谖锫摼W計算機系統(tǒng)完成輸電線路驅動監(jiān)控，能更及時地發(fā)現線路的實際情況，減少閃絡、導線金屬部件受損、線路跳閘停電等問題，從根本上提高電力系統(tǒng)運行的可靠性，為綜合管控輸電線路提供保障。

2.1.1主要內容

借助GSM數據通信有效對輸電線路予以在線監(jiān)測，配合導線舞動狀態(tài)的實時性在線遠程監(jiān)控工作，就能對舞動幅度較大的狀態(tài)予以捕捉，然后向監(jiān)控中心發(fā)送相應的警告信號。為了保證相應系統(tǒng)能發(fā)揮實際價值，要在實施軟件和硬件處理邏輯工作的同時完成指標的設定處理，配合先進的模塊化設計應用工序，最大限度地提高相關配置的應用靈活度，也為避免器件的相互干擾提供保障。

2.1.2整體架構和數據通信平臺

第一，在輸電線路桿塔的相應位置安裝匹配的采集終端和監(jiān)控主站，從而及時獲取數據和信息，并且，應用公用移動通信網就能完成數據的傳輸和匯總。為了準確完成導線在空中運動狀態(tài)的監(jiān)測工作，利用GSM無線數據傳輸模塊，設置輸電線路采集終端和后臺接收中心。①輸電線路采集終端：采取太陽能電池板充電的方式，借助導線監(jiān)控專用紅外攝像頭、內存SDRAM模塊及圖像處理模塊等，對相關信息進行實時性管控。②后臺接收中心：主要包括接收中心主機設備和數據管理軟件，幫助及時完成數據的匯總和分析。與此同時，配合基于太陽能的電源模塊，能在維持電源高效率的同時對多路電源予以逐次降壓處理，配合+12V集成開關電源芯片，就能獲取相應的支持，3.3V電源利用TPS76718QD就能完成電源電壓的實時性管理，實現系統(tǒng)主板運行的規(guī)范性。

第二，在數據通信平臺的構建過程中，要結合時分多址技術，確保移動通信體制應用的規(guī)范性，匹配GSM數字蜂窩移動通信網的應用標準，建構更加合理的信息存儲和轉寄，并且維持實時性數據功能的應用，實現短信息業(yè)務的自動雙向傳遞。在平臺中，要應用串口控制SMS，采取串行異步通信接口，設定通信速度的同時，利用I2C總線擴展功能，在存儲數據的同時及時分析數據的特性，確保短信業(yè)務SMS能借助信令信道完成實時性傳輸。目前，我國市面上多數收集都支持GSM07.05規(guī)定的AT指令集，能實現對SMS的合理性控制，在指令發(fā)送和接收的過程中，單片機控制的GSM模塊就能對AT指令予以管理[2]。AT指令信息內容如表1所示。

2.1.3軟件設計和實現

應用線程結構，設定圖形界面接口響應模塊，利用采集圖像數據的方式，在完成采集后就能及時將消息發(fā)送到主線程中，完成圖形化顯示。具體而言，按照以下流程實現對應功能：①開啟程序，啟動主線程;②創(chuàng)建圖像化界面;③啟動數據采集線程;④打開初始化圖像采集設備;⑤打開設備評估初始化狀態(tài);⑥采集圖像數據，并將圖像數據發(fā)送到主線程，啟動線程中識別算法，對線路予以識別和標注，并且顯示出捕捉到的輸電線路圖片，有效計算舞動角度;⑦若是舞動角度超出閾值或者大于設定的數值，就要按照指定通信協議完成AT指令串口寫入處理并發(fā)送GSM，若是未超出標準數值，則結束采集。

2.2在紫外內窺檢測系統(tǒng)中的應用

2.2.1基本原理

結合電氣設備的應用狀態(tài)可知，不同放電階段會產生不同的光譜放電現象，尤其是在電暈放電光譜中，紫外光譜段發(fā)光較為明顯。因此，通過檢測放點發(fā)出的紫外線，就能對放電情況的強弱予以實時性評估，確定設備運行的基本狀態(tài)，配合高靈敏度紫外傳感器，最大限度地提升安全隱患問題的預報效率，及時落實相應的控制機制，保障電力系統(tǒng)中相關設備運行的安全性。

2.2.2硬件及驅動

基于物聯網技術和光電檢測技術，配合紫外放電檢測過程和內窺圖像重建過程，能有效完成相應數據的匯總和分析。在整個系統(tǒng)硬件結構中，工業(yè)內窺探頭、傳感器、物聯網計算機、GPRS通信模塊都能發(fā)揮其實際作用。

2.2.3軟件設計和實現

結合工業(yè)內窺軟件控制系統(tǒng)，建立完整的多線程結構模式，在響應圖形界面戶接口信息的同時，配合數據采集線程，就能及時完成圖像數據和紫外放電檢測數據的匯總，及時建立圖形化顯示模式[4]。具體流程如下：①開啟程序并啟動主線程;②創(chuàng)建圖像化界面;③啟動數據采集線程;④開啟初始化圖像采集設備和紫外設備;⑤采集相關圖像數據并完成紫外放電檢測工作;⑥當圖像和紫外數據就緒時，則及時發(fā)送，確保主線程能獲取相關信息，并且進行HPEG圖像壓縮和黑白二值化后再壓縮;⑦評估是否通過GPRS發(fā)送，若是利用其完成發(fā)送，就要保證數據能按照指定的通信協議加入AT指令串口內容中，若是不同，則結束采集。

結束語

總之，在電力設備在線監(jiān)測工作中應用物聯網計算機，能打造更加有效且安全的運行環(huán)境，配合紫外內窺檢測模式和舞動監(jiān)測模式，就可及時發(fā)現異常情況并采取防控措施，提升電力設備在線監(jiān)測能力，形成更加安全、高效的運行環(huán)境，為電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎。

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