物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)及評(píng)估技術(shù)分析中的應(yīng)用

國(guó)網(wǎng)江西武寧縣供電分公司 胡曉斌 曾慶霖 宋宇宏 翁 劍 王 威

隨著電力用戶對(duì)供電可靠性要求的提高，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)配電系統(tǒng)中電力設(shè)備的運(yùn)維，保證配電設(shè)備具有良好的運(yùn)行狀態(tài)。環(huán)網(wǎng)柜是配電系統(tǒng)中的基本設(shè)備之一，其起著電能分配的重要作用；但環(huán)網(wǎng)柜在運(yùn)行的過程中受到外界的干擾因素較多，容易發(fā)生故障或者出現(xiàn)運(yùn)行異常狀態(tài)，操作人員應(yīng)監(jiān)測(cè)環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行狀況。本文介紹了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)，并闡述了環(huán)網(wǎng)柜的綜合評(píng)估方法。

目前配電系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，智能化程度也在不斷提升，電網(wǎng)運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)信息類型越來越多，同時(shí)信息分布的范圍也更廣。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將成為保障配電系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要支撐技術(shù)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在配電系統(tǒng)中能夠提高配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取的深度和廣度，有利于全面掌握配電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，提高配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。本文著重介紹了基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)及評(píng)估技術(shù)原理，并展望了環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)今后的應(yīng)用趨勢(shì)。

1 物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)網(wǎng)柜中的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)近年來在不同的行業(yè)中都得到了應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)據(jù)感知及采集、傳輸和共享等方面具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在環(huán)網(wǎng)柜中可以加以應(yīng)用。配電系統(tǒng)中的環(huán)網(wǎng)柜在地理位置分布方面較為分散，符合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，能夠發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

本文將根據(jù)配電物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用環(huán)網(wǎng)柜環(huán)境感知、電氣感知等物聯(lián)網(wǎng)傳感單元和環(huán)網(wǎng)柜智能化運(yùn)行管理網(wǎng)關(guān)，開發(fā)出環(huán)網(wǎng)柜在線綜合檢測(cè)及運(yùn)行工況智能分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)，同時(shí)，該系統(tǒng)還具有發(fā)出環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行狀態(tài)異常預(yù)警功能。通過環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)Νh(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)直觀展示，并能夠有效發(fā)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)柜中存在的安全運(yùn)行隱患，對(duì)于提高對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的管控能力及檢修自動(dòng)化水平具有重要的實(shí)際價(jià)值。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)

2.1 環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)是建設(shè)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在配電環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)與評(píng)估中是建設(shè)智能配電網(wǎng)的重要內(nèi)容。目前，在配電環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)維和管理實(shí)際中，基本還是等到環(huán)網(wǎng)柜出現(xiàn)運(yùn)行故障之后再安排人員進(jìn)行檢修或搶修，很多的環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行數(shù)據(jù)信息都沒有得到應(yīng)用，也沒有采取先進(jìn)的信息化手段收集環(huán)網(wǎng)柜的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致對(duì)配電環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)維效率較低。本文介紹的基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠有效解決上述問題，圖1為配電環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 配電環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

從圖1可以看出，在配電環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖中占核心地位的是單片機(jī)模塊，其起著配電環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析、處理和計(jì)算作用。溫濕度傳感器、光電傳感器和加速度傳感器等傳感器設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)信息都需要傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)中進(jìn)行處理，單片機(jī)中嵌入的程序接口收到傳輸過來的數(shù)據(jù)信息后，通過程序的分析和邏輯判斷，得出環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的綜合監(jiān)測(cè)。

在環(huán)網(wǎng)柜綜合在線檢測(cè)系統(tǒng)中，需要和移動(dòng)環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)維APP工具配合使用。環(huán)網(wǎng)柜綜合在線檢測(cè)系統(tǒng)可以將所采集及分析出的環(huán)網(wǎng)柜預(yù)警信息發(fā)到環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)維人員的移動(dòng)APP終端中，使得運(yùn)維人員能夠及時(shí)獲取到設(shè)備異常運(yùn)行信息，提高響應(yīng)速度和檢修工作效率。除此之外，在環(huán)網(wǎng)柜綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中還應(yīng)設(shè)置防盜模塊、數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)分析模塊等，以實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一些高級(jí)應(yīng)用，包括根據(jù)環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行數(shù)據(jù)的變化情況，對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行趨勢(shì)分析，提前感知環(huán)網(wǎng)柜可能發(fā)生的各種狀況，從而規(guī)避環(huán)網(wǎng)柜可能發(fā)生的故障。

2.2 環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)是環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，也是綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的主要來源。對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估及發(fā)出相關(guān)的異常預(yù)警，都需要以物聯(lián)網(wǎng)中的智能感知技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)智能感知技術(shù)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷，得出評(píng)估結(jié)果和環(huán)網(wǎng)柜的健康狀態(tài)評(píng)價(jià)，圖2為環(huán)網(wǎng)柜中的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)原理框圖。

圖2 環(huán)網(wǎng)柜中的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)

通過環(huán)網(wǎng)柜綜合在線檢測(cè)系統(tǒng)中的智能感知模塊，可以掌握環(huán)網(wǎng)柜的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息。在圖2中的環(huán)網(wǎng)柜中的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)原理中，環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行中的物理量和化學(xué)量等原始模擬量數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過傳感器設(shè)備可以轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信息，并將其傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)中；最后所分析計(jì)算出的結(jié)構(gòu)通過智能感知裝置中的通信接口傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層，并傳輸?shù)皆诰€綜合檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)維主站和運(yùn)維人員的移動(dòng)終端。

3 環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行狀態(tài)綜合評(píng)估技術(shù)

當(dāng)利用環(huán)網(wǎng)柜綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集到環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行數(shù)據(jù)后，應(yīng)通過分析這些數(shù)據(jù)信息來對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的綜合運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估和辨識(shí)。當(dāng)環(huán)網(wǎng)柜中布置的加速度傳感器監(jiān)測(cè)到環(huán)網(wǎng)柜的發(fā)生了較大的位移，則可以判斷環(huán)網(wǎng)柜可能受到了外力的撞擊，并結(jié)合所采集的圖像進(jìn)行綜合判斷。溫度傳感器和濕度傳感器能夠?qū)⒉杉降沫h(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的溫度和濕度數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭\(yùn)維人員的移動(dòng)終端中，從而能夠?qū)崟r(shí)掌握環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行狀況。這兩種類型的傳感器位于環(huán)網(wǎng)柜綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊中，并且也能夠監(jiān)測(cè)到環(huán)網(wǎng)柜是否出現(xiàn)了水浸的情況。如果水浸傳感器監(jiān)測(cè)到環(huán)網(wǎng)柜達(dá)到了水浸狀態(tài)，則會(huì)發(fā)出相關(guān)的預(yù)警信息。

此外，在環(huán)網(wǎng)柜綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中還應(yīng)設(shè)置全景展示模塊，并支持環(huán)網(wǎng)柜所在的地理位置和設(shè)備臺(tái)賬信息的查詢，這樣就可以使得環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)維人員能夠準(zhǔn)確定位出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)的環(huán)網(wǎng)柜的具體位置，從而及時(shí)安排人員對(duì)環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行檢修。在全景展示模塊中，應(yīng)能夠利用可視化地圖展示環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行工況。采用本文所述的環(huán)網(wǎng)柜綜合在線檢測(cè)及評(píng)估系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的環(huán)境工科、異常運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別及檢測(cè)、趨勢(shì)分析、異常預(yù)警等多項(xiàng)不同的智能化運(yùn)行管控功能，并能夠提高電網(wǎng)企業(yè)對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的精細(xì)化運(yùn)維和管理技術(shù)水平。

結(jié)論：隨著城市建設(shè)進(jìn)程的較快，環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行環(huán)境也更為復(fù)雜，容易受到外界物體的沖擊，給環(huán)網(wǎng)柜的安全運(yùn)行帶來較大的考驗(yàn)，本文所分析的基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)柜綜合監(jiān)測(cè)及評(píng)估技術(shù)具有較強(qiáng)的實(shí)際意義和工程實(shí)用價(jià)值，可以在配電環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)維及管理中加以推廣應(yīng)用。