物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力輸配電系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用

齊曉慶

摘要：電力行業(yè)是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的重要能源行業(yè)，保證電力輸配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。本文首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本概述和發(fā)展現(xiàn)狀，其次分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力輸配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智能電網(wǎng);電力系統(tǒng);輸電;配電;監(jiān)控系統(tǒng)

引言

自國(guó)家提出“感知中國(guó)”的政策方針以來，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為中國(guó)五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，其發(fā)展前景與影響力必然會(huì)引起全社會(huì)廣泛的關(guān)注，目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展到中國(guó)全社會(huì)的生活、生產(chǎn)中。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本概述

從理論上來說，所謂物聯(lián)網(wǎng)就是被稱為“物物”相連的互聯(lián)網(wǎng)，主要是應(yīng)用各種設(shè)備與系統(tǒng)，比如紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描儀等，嚴(yán)格按照相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)端口協(xié)議，實(shí)現(xiàn)物品與互聯(lián)網(wǎng)的相互整合，屬于網(wǎng)絡(luò)中的一種。而輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)是保障電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)與保障，可以通過傳感器技術(shù)、信息處理技術(shù)等的應(yīng)用，將整體的運(yùn)行狀態(tài)加以反映，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中存在的問題，及時(shí)采取相應(yīng)措施。

2物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在人們的日常生活中廣泛應(yīng)用了，以日常生活中的智能停車場(chǎng)為例，當(dāng)我們駕駛車輛進(jìn)入停車場(chǎng)以后，當(dāng)車輛駛?cè)敫袘?yīng)區(qū)的時(shí)候，通訊天線就會(huì)收集到車主信息，自動(dòng)識(shí)別并收集到車主的駕駛證信息以及車牌號(hào)碼。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)收集到的信息進(jìn)行判斷，判斷車主是否具有合法性;又如，家中上了年紀(jì)的老人通過佩戴含有嵌入式傳感器的手表，其子女就能遠(yuǎn)程操作并查看老人的血壓以及心率，隨時(shí)關(guān)注老人身體健康;再如智能房管，在房主不在家中的時(shí)候，傳感器自動(dòng)感應(yīng)然后將煤氣閥門、水電閘門等關(guān)閉，減輕家中火災(zāi)隱患，并且實(shí)時(shí)向房主手機(jī)發(fā)送消息，匯報(bào)家中情況。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)滲入到人們?nèi)粘Ｉ罡鱾€(gè)角落里了。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，帶給我們的不僅僅是現(xiàn)有的生活模式的轉(zhuǎn)變，更是人民物質(zhì)生活的品質(zhì)上升、交通更加便利、人們生活狀態(tài)越來越健康、隱私安全越來越有保障等。但是，由于現(xiàn)在還處于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前期，所以在技術(shù)上仍舊存在一些問題，需要在后期的發(fā)展階段不斷完善，對(duì)技術(shù)進(jìn)行革新，把極具發(fā)展前景優(yōu)勢(shì)的物聯(lián)網(wǎng)做大做強(qiáng)。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力輸配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1監(jiān)控電力輸配電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)

設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是以共享數(shù)據(jù)與基于模型的開放系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行和信息整合，對(duì)采集的信息進(jìn)行傳遞和處理的系統(tǒng)。其中，最為關(guān)鍵的是信息技術(shù)采集。在線檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)依賴于高速的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備發(fā)生故障之時(shí)，通過發(fā)出告警信號(hào)的方式告知監(jiān)測(cè)（維修）人員應(yīng)當(dāng)采取的措施?？刂茊卧侵悄芟到y(tǒng)的重要部分，可以通過對(duì)不同情況的判斷、調(diào)整，達(dá)到即減少損耗又避免通信堵塞的效果。從而保障被監(jiān)控的電力設(shè)備處于良好、正常運(yùn)行狀態(tài)。

所有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都服務(wù)于生產(chǎn)，變電站就是采用監(jiān)控器在“無人”狀態(tài)下，為有效的保障安全可靠的運(yùn)行。監(jiān)控器可以對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過對(duì)重要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析判斷，在設(shè)備出現(xiàn)不正常情況或故障初期時(shí)及時(shí)發(fā)送信息給相關(guān)部門和人員，從而降低事故的發(fā)生、減少損失。

配網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)很大程度上保障了對(duì)大用戶的用電服務(wù)。首先，它不但可以對(duì)大用戶所用變壓器的實(shí)時(shí)功率和用電信息進(jìn)行有效監(jiān)控。它還可以通過分析智能終端傳達(dá)所需信息達(dá)到快速定位故障現(xiàn)象和區(qū)域。在檢測(cè)設(shè)備故障點(diǎn)過程中，電力輸配電設(shè)備中的傳感器發(fā)揮著極其重要的作用，它不但可以在檢測(cè)到設(shè)備故障點(diǎn)的同時(shí)，通過和附近的設(shè)備進(jìn)行通信，還可以智能地切除故障元件并能將供電及時(shí)快速的切換到可靠設(shè)備上。在故障發(fā)生前，系統(tǒng)收到傳感器通知，系統(tǒng)通過該信息及時(shí)提供預(yù)警，通過配變控制終端進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)故障區(qū)和非故障區(qū)進(jìn)行隔離，從而使該系統(tǒng)能自動(dòng)回復(fù)到正常工作狀態(tài)，對(duì)于異常跳閘，也可短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程合閘動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)不間斷供電服務(wù)。電磁波振蕩、線路故障和閃電干擾等都會(huì)引起電能的擾動(dòng)，此類問題在監(jiān)控器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮。同時(shí)，超導(dǎo)材料、電力輸配電信息技術(shù)和智能儲(chǔ)能都可以改善電能質(zhì)量問題，應(yīng)多予利用。濾波器可以有效防止諧波污染，大大改善電網(wǎng)電能質(zhì)量，智能監(jiān)控器可以充分利用。監(jiān)控器還可以加載設(shè)備盜竊和偷電現(xiàn)象等其他輔助功能。

3.2堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)

由于世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的需求量持續(xù)增長(zhǎng)，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)相結(jié)合后全面的智能化控制。以智能控制為手段，對(duì)電力輸配電系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全智能化管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)、智能變電站、配電線路、用戶、發(fā)電廠等運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以全面實(shí)現(xiàn)對(duì)電力輸配電系統(tǒng)的智能控制和信息互聯(lián)互通。

3.3電力輸配電資產(chǎn)巡檢

電力輸配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所需設(shè)備類型和數(shù)量較多，目前大部分電力輸配電公司仍然是通過人工盤點(diǎn)和手工記錄設(shè)備型號(hào)、清查數(shù)量等，這種原始的記錄方法不但易出現(xiàn)錯(cuò)誤、周期長(zhǎng)、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，即便通過掃描二維碼條碼技術(shù)也不能清楚了解實(shí)時(shí)變動(dòng)信息。而物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)，可以在不同設(shè)備不同狀態(tài)下自動(dòng)識(shí)別、記錄管理，準(zhǔn)確率高，消耗資源少，并能夠與企業(yè)使用的管理系統(tǒng)相連接同步信息。

根據(jù)電力輸配電企業(yè)工作需要，軟件公司可以依據(jù)其要求將設(shè)備的準(zhǔn)確信息和管理信息錄入系統(tǒng)貼上標(biāo)簽，然后將此標(biāo)簽再貼于設(shè)備表面。利用小型易攜帶讀寫器來記錄和修改的標(biāo)簽信息，隨時(shí)記錄更改內(nèi)容、實(shí)時(shí)更新，保證與賬目一致。在檢查結(jié)束后，可將讀寫器的數(shù)據(jù)接口和企業(yè)辦公、財(cái)務(wù)系統(tǒng)連接，自動(dòng)上傳變更信息形成報(bào)告，確保了設(shè)備管理的循環(huán)完整性。

由于設(shè)備所在位置、環(huán)境不同，所采用的標(biāo)簽要求也會(huì)有相應(yīng)變化。例如，變電站室外高壓設(shè)備危險(xiǎn)因素大、在進(jìn)行檢測(cè)掃描時(shí)距離高，此情況可使用有源標(biāo)簽，對(duì)數(shù)據(jù)讀取的距離能達(dá)到10M以上。因?yàn)槭彝猸h(huán)境多變化，使用的標(biāo)簽質(zhì)量要求很高，其IP值不得低于65級(jí)以下。相對(duì)于室外，室內(nèi)標(biāo)簽要求則較低可使用成本小的無源標(biāo)簽，讀取數(shù)據(jù)的距離只需3M左右即可。應(yīng)用在倉(cāng)儲(chǔ)物流管理中可快速準(zhǔn)確的盤點(diǎn)物品，只要對(duì)準(zhǔn)標(biāo)簽隔箱掃描便可知道物品的名稱、型號(hào)、日期等信息，避免因不詳細(xì)進(jìn)行拆箱驗(yàn)貨的環(huán)節(jié)，節(jié)約時(shí)間、減少人力物力投入且準(zhǔn)確率較高;在物品進(jìn)行出入庫核對(duì)數(shù)量時(shí)也可掃描標(biāo)簽，若出現(xiàn)與系統(tǒng)不一致時(shí)則自動(dòng)報(bào)警提示。

結(jié)束語

在通信技術(shù)發(fā)展迅猛的今天，物聯(lián)網(wǎng)也迎來了高速的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)其實(shí)就是起到了承上啟下的作用，未來的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會(huì)圍繞政府、企業(yè)、消費(fèi)者衍生出更多更廣的應(yīng)用，創(chuàng)造出巨大的社會(huì)價(jià)值。目前全球移動(dòng)通信已經(jīng)將5G作為研究的熱門，在即將到來的5G時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)將使“萬物互聯(lián)”成為可能，也必將促使電力輸配電系統(tǒng)的物聯(lián)通信技術(shù)快速發(fā)展。

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