網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在智能化變電站中的應(yīng)用

王 磊，黃照廳，張禮波，龍 志

（貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司六盤(pán)水供電局，貴州六盤(pán)水 553000）

引言

近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通訊技術(shù)飛速發(fā)展，這些技術(shù)也廣泛應(yīng)用在了變電站中，開(kāi)啟了無(wú)人智能變電系統(tǒng)模式。無(wú)線通訊技術(shù)以可靠高效的特點(diǎn)被應(yīng)用在智能電網(wǎng)的信息收集中，智能電網(wǎng)的關(guān)鍵中心是智能變電站，變電站需要收集各類(lèi)信息以及調(diào)控電力，人為完成這類(lèi)工作會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，所以變電站采用智能自動(dòng)化控制系統(tǒng)，通過(guò)將變電站的信息數(shù)字化，來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理和遙控保護(hù)等功能。

1 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的現(xiàn)狀

網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)由于部署方便，極大地減少了系統(tǒng)綜合布線等優(yōu)點(diǎn)，使變電站自動(dòng)化控制越來(lái)越簡(jiǎn)便[1]。應(yīng)用在智能變電站中的無(wú)線通訊技術(shù)有光無(wú)線通訊技術(shù)、毫米波通訊技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)[2]。目前在智能電網(wǎng)中使用較多的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，把互聯(lián)網(wǎng)和信息設(shè)備聯(lián)合在一起，形成一個(gè)延伸的網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)在延伸端就可進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的監(jiān)控識(shí)別和管理。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)二維碼識(shí)別技術(shù)和衛(wèi)星定位系統(tǒng)等方法可以全方位追蹤和控制目標(biāo)物體的信息，并對(duì)信息收集整理。物聯(lián)網(wǎng)還可分析采集的信息，全方位了解目標(biāo)的相關(guān)信息。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可對(duì)收集到的大量信息進(jìn)行處理，分析出有意義的信息和無(wú)用信息，依據(jù)有價(jià)值的信息繼續(xù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的跟蹤監(jiān)控，從而建立智能管理體系。

隨著社會(huì)和科技的不斷發(fā)展，國(guó)家開(kāi)始建設(shè)智能化變電站。智能化變電站無(wú)需人工操作，整個(gè)過(guò)程通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等電子通信技術(shù)來(lái)檢測(cè)和管理，監(jiān)管人員雖然減少，但是視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、防誤系統(tǒng)、燈光控制等業(yè)務(wù)量不斷增多，隨之而來(lái)的海量的多樣化的數(shù)據(jù)信息，再加上不統(tǒng)一的通信方式，使系統(tǒng)間的聯(lián)通變得復(fù)雜[3]。而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用，極大地減少了這些工作量，提高了變電站的作業(yè)效率。隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，在變電站還增加了由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸?shù)臏囟葌鞲衅?，水浸傳感器等智能化設(shè)備，使智能化變電站控制系統(tǒng)更加精確和完善。

2 智能變電站的概念

智能變電站是變電站采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等對(duì)變電站的設(shè)備和電路進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和控制[4]。近年來(lái)，我國(guó)主要采用的智能變電站控制系統(tǒng)的邏輯是：在變電站的站控層、間隔層和過(guò)程層間使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行信息交換，再通過(guò)電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和控制。美國(guó)在2002年最早開(kāi)始研究智能電網(wǎng)，并在2004年研究出適用于電網(wǎng)的智能管理技術(shù)的操作方法。

智能電網(wǎng)要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電路運(yùn)行的每個(gè)設(shè)備和各個(gè)環(huán)節(jié)，并隨時(shí)做出科學(xué)的決策[5]。要管理如此復(fù)雜的系統(tǒng)，需要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)追蹤這些數(shù)據(jù)且要保證數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。

3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的變電站管理技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們和社會(huì)的需求，變電站的控制逐漸趨向自動(dòng)化和智能化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在變電站中的應(yīng)用，使電網(wǎng)系統(tǒng)更加高效和可靠[6]。智能變電站中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要應(yīng)用在防誤系統(tǒng)、地線、在線監(jiān)測(cè)、智能巡檢、視頻監(jiān)測(cè)、工區(qū)作業(yè)安全檢測(cè)等。

3.1 無(wú)線防誤系統(tǒng)

無(wú)線防誤系統(tǒng)是當(dāng)工作人員要進(jìn)行相關(guān)操作時(shí)，電腦鑰匙會(huì)向防誤系統(tǒng)確認(rèn)是否要展開(kāi)此項(xiàng)操作，或者當(dāng)工作人員在操作處理相關(guān)區(qū)域，只能通過(guò)監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行電動(dòng)設(shè)備的操作時(shí)，電腦鑰匙必須能夠保證在基站與主機(jī)相互連通的情況下進(jìn)行信息交換，再由防誤主機(jī)進(jìn)行一系列的運(yùn)算來(lái)解除封鎖狀態(tài)，之后才能夠通過(guò)遠(yuǎn)程控制臺(tái)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作及處理[7]。這種方式減少工作人員在具體操作階段的勞動(dòng)時(shí)間和工作強(qiáng)度，并且能夠提高整個(gè)過(guò)程的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 地線應(yīng)用

在變電站線路的檢測(cè)系統(tǒng)中加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以將各地網(wǎng)絡(luò)與地線傳感器相互結(jié)合起來(lái)，能夠靈活地對(duì)各地高壓電線的接頭和觸點(diǎn)的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控，這不僅能夠快速且安全地排查出完全隱患，更能夠避免傳統(tǒng)人工檢測(cè)過(guò)程中發(fā)生事故[8]。除此之外，將傳感器和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相連接，可以將檢測(cè)信息通過(guò)一定的整合處理傳輸?shù)胶笈_(tái)進(jìn)行特點(diǎn)的分析，為維護(hù)工作提供全面有效的信息。

3.3 變電站智能巡檢

變電站可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將巡檢系統(tǒng)、GPS定位模組、智能識(shí)別技術(shù)相整合，研制出智能巡檢機(jī)器人管理系統(tǒng)，增加巡檢系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。并且還可以借助智能機(jī)器人通過(guò)特殊的傳感設(shè)備來(lái)收集和整合相關(guān)的監(jiān)測(cè)信息，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳后臺(tái)，供檢測(cè)人員詳細(xì)分析和研究。

3.4 變電站視頻監(jiān)測(cè)

為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電站的作業(yè)情況，需要對(duì)作業(yè)情況錄制視頻，然后上傳到主站，在錄制過(guò)程中需要保持視頻的連貫性和清晰度，所以采用的相關(guān)無(wú)線通訊設(shè)備一定要能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求以及可以遠(yuǎn)程控制[9]。

3.5 工區(qū)作業(yè)安全

變電工區(qū)的危險(xiǎn)性較高，如果工區(qū)沒(méi)有嚴(yán)格的管理機(jī)制，工作人員又沒(méi)有較高的安全意識(shí)，那么變電工區(qū)將可能發(fā)生安全事故[10]。所以變電工區(qū)的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是實(shí)時(shí)監(jiān)控危險(xiǎn)區(qū)是否有人員靠近，并在有人員靠近危險(xiǎn)區(qū)時(shí)示警，然后將收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞給相關(guān)負(fù)責(zé)人員，最后負(fù)責(zé)人再對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。