運用物聯網技術破解配電網運維難題

文 Article / 圖 Pictures_牛迎水

物聯網是“物與物相連的互聯網”，是通過各類傳感器、射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，采集聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等信息，按約定的協議，把物品通過互聯網實現互相連接，進行信息交換和通信，實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。自1999年美國麻省理工學院提出“萬物皆可通過網絡互聯”以來，物聯網技術得到快速發展與應用，是繼計算機、互聯網之后的又一次數字技術革命。

物聯網正廣泛應用于各行各業

發達國家把物聯網作為國家戰略，起步早、實力強。美國的“智慧地球”“智能微塵”（具有電腦功能的一種超微型傳感器，可探測周圍諸多環境參數，收集大量數據進行計算處理后，利用雙向無線通信裝置將這些信息在相距一千英尺的微塵器件間往來傳送）“全球網絡研究環境”等項目提升美國的創新能力；歐洲“物聯網行動計劃”，在藥品中使用序列碼，使藥品到達病人手中之前就得到認證，減少制假、欺詐現象的發生和藥品分發中出現錯誤；日韓的“U社會”（即“泛在社會”，指能夠實現任何人與人，任何人與任何物，在任何時候和任何地點的通信與聯系）戰略等計劃相繼實施。

我國正在積極應用物聯網技術。工業領域，物聯網應用于鋼鐵、石化、汽車制造、采礦等企業的供應鏈管理、生產工藝優化、設備監控管理及能耗控制等環節。農業領域，在農作物灌溉、生產環境監測、農產品流通和追溯方面已有試點應用。金融領域，在“金卡工程”、二代身份證等政府項目推動下，我國已成為繼美國、英國之后的全球第三大射頻識別應用市場，正在起步的電子不停車收費（ETC）、電子身份標識號碼（ID）以及移動支付等新型應用將帶動金融服務領域的物聯網應用朝著縱深方向發展。交通領域，鐵路系統應用物聯網技術較早，城市交通、公路交通、水運領域的視頻監控應用最為廣泛。物流領域，射頻識別、全球定位、無線傳感等物聯網關鍵技術在物流各個環節都有所應用。

電力行業也在積極試點應用物聯網技術。目前，物聯網中的射頻識別、無線傳感器網絡、全球定位等技術在電力生產管理各環節都有所應用。發電環節，主要應用于環境、設備狀態、水情等監測；輸電環節，主要應用于線路狀態與環境監測、雷電定位、智能巡檢等；變電環節，主要應用于變電環境與設備狀態監測、變電站安防等；在用電環節，主要應用于用電信息采集、智能家居、智能樓宇等。

配電網運維迫切需要物聯網技術

配電網遍布于人類生活的各個角落，掌握其運行狀態是配電網運維管理的核心。當今，配電網運維還是依靠原始的人工巡視與檢測，成本高、效率低、效果差，遠遠不能滿足現代人的用電服務需求，迫切需要應用物聯網的感知技術對配電網運行狀態進行實時監測與管理。

首先，應用無線傳感器可實現配電網多種參數量的運行狀態監測。無線溫度傳感器可實現設備接頭溫度、溫升和相間溫差的在線實時監測與管理；無線水浸傳感器可監測設備位置（場所）是否浸（積）水，并實時地將水浸信息上傳到控制中心；無線桿塔傾斜傳感器可在線監測桿塔傾斜狀態并告警；無線故障電流傳感器可通過現場的電流取樣與分析，判斷是否為故障電流，上傳數據信息到控制中心，指導檢修人員快速準確地排除故障；無線門磁傳感器安裝在柜門上，與永磁鐵或電磁線圈等器件配合使用，可實時監測柜門的開、關狀態以及開關次數，尤其適用于反竊電箱柜；無線溫濕度傳感器可實時、準確地測量設備環境溫度和相對濕度，并遠程數據管理；避雷器泄漏電流傳感器，可用于氧化鋅避雷器的在線監測，檢測避雷器內部是否受潮與異常，記錄避雷器在過電壓下的動作次數。

其次，應用射頻識別技術，可實現配電網及其所屬設備的自動巡檢。射頻識別（RFID）是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，可工作于各種惡劣環境，可識別高速運動物體，可同時識別多個標簽，該系統用于控制、檢測和跟蹤物體。

再次，應用二維碼技術可進行電力設備資產標示管理。二維碼技術按一定規律在平面上分布黑白相間的特定幾何圖形來記錄信息，并通過圖像輸入或光電掃描設備自動識讀以實現信息的自動處理。

應用藍牙和無線保真（WI-FI）技術可進行近距離的C/S模式的通信，用于傳輸電力系統視頻監控或者語音監控。應用無線自組網技術可實現在電力設備密集區域自組通信網絡，保障數據傳輸通道。

物聯網技術可以破解配電網運維難題

配電網如蛛網密布，環境復雜多變，人均維護量龐大，使得運維工作普遍面臨以下難題：一是配電網及其設備越來越多，缺乏先進的運維監測手段，運行數據信息無法準確、全面獲得。二是配電線路缺乏及時維護，往往在風雨、雪霧等惡劣天氣，事故、故障頻發，存在著供電服務投訴風險。三是供電公司存在運維人員不足問題。把物聯網技術應用于配電網，可以應對與破解上述三方面運維難題。

應用物聯網技術搭建配網設備狀態監測體系，準確掌握配網設備運行狀態。應用傳感器的信息采集、展示、綜合分析和報警處理等技術，搭建監測體系，及時準確掌握設備運行信息。配網設備的監測體系包括：設備狀態監測，如溫度、門開關、桿塔傾斜、配變運行、配網線路故障等；設備運行環境監測，如環境溫濕度、場所積水、設備防盜等；設備的全景監測，如配網監測信息綜合展示、設備GIS定位、故障GIS定位、用電信息展示等；統計與管理，如實時數據與歷史數據查詢統計與分析、智能決策等。

應用物聯網技術實施配網設備狀態檢修，全面提升運維水平。應用物聯網的設備標識技術，實現現場設備的信息識別，如臺賬參數、運行檢修、狀態評價、作業指導等信息內容，徹底解決長久以來設備的“賬、卡、物”信息不對應問題；同時，通過采集設備各個階段的運行信息，及時維護設備運行數據，方便開展電力設備從采購、運行、檢修直到報廢的全壽命周期管理。應用物聯網對電力設備的異常狀態報警預告技術，可科學指導檢修人員及時維護和檢修異常狀態設備，及時快速地處理故障事件，減少投訴。

應用物聯網技術破解企業結構性缺員難題，全面提升供電服務效能。運維人員通過手持終端掃描設備RFID標識，即可查看該設備的運行狀態與環境、檢修記錄、設備故障等。作業人員通過手持終端完成日常巡檢、設備評價、缺陷信息填報等。管理人員通過狀態監測平臺，可對配網進行全方位實時監視，及時發現設備隱患，定位故障區域，指導檢修與搶修，可大大減少人力物力投入，提高效能。

無線溫度傳感器

無線桿塔傾斜傳感器

無線故障電流傳感器

避雷器泄漏電流傳感器