輸變電工程設備管理中物聯網運用商榷

張紅燕　梁鐸　尹瑜

[摘要]本文是對輸變電工程設備管理中物聯網運用分析研究，通過對輸變電設備智能化關鍵技術及輸變電設備物聯網關鍵技術的研究，將物聯網技術在電力系統中合理地推廣應用，有利于電力系統智能化改造；進而電力系統也為物聯網技術提供了廣闊應用空間。

[關鍵詞]輸變電工程；工程管理；物聯網；設備管理

1、研究背景

1.1輸變電工程管理三大特點。輸變電工程計劃管理具有全面性、層次性與嚴肅性三大特點。全面性是指工程進度計劃安排好涵蓋工程項目施工進程的方方面面，包含所有施工事項，并為不同階段、不同環節施工進度跟蹤控制提供指導與依據；層次性是指不同管理層次機構要編制不同的進度計劃；嚴肅性是指進度計劃編制完成后要經過轉業的評審及審批才能夠形成真正具有指導意義和價值的基準計劃，只有保證計劃本身的嚴肅性與科學性，才能夠真正為進度控制提供切實有效的指導，才能有效糾紛施工進度偏差。

1.2物聯網在電力系統中的應用。物聯網技術在電力系統中的應用結構主要分為三層：感知層、網絡層以及應用層。物聯網在電力系統感知層中的應用，主要包括二維碼標簽、傳感器技術等。感知層分為兩個層次：通信延伸子層，通過通信網絡把物理實體同虛擬網絡中的網絡層和應用層的終端連接到一起；感知控制子層，通過傳感器技術來感知物理世界。而智能電力系統是通過感知控制子層對電網中各狀態參數進行收集和整理，同時通過通信延伸子層把數據記錄到物聯網中。物聯網在網絡層中的應用，實現的主要功能是網絡層和應用層之間的信息轉換，分為接入網絡和核心網絡兩種。

物聯網在應用層中的應用，主要作用是以電力系統的需求作為記憶，為電網提供合理的處理措施。物聯網平臺把信息技術和智能電力系統有效地融合到一起，這對提高電力系統智能化水平有著非常重要作用。

1.3物聯網在輸變電設備管理中應用。物聯網通過在桿塔或電纜上裝置的功能強大的傳感器，實現對輸電設備的實時監控，并把收集到的數據通過通信網絡發送到數據中心。監控內容包括：線路故障及監測、覆冰監測、舞動監測、電纜溫度的監測、振動監測、氣象監測、弧垂監測等。各種類型的監測系統對收集到的各種數據進行分析和處理，獲得監測結果。輸電設備狀態檢測過程中的難題是供電，目前通常采用太陽能供電，研究的方向是利用綜合儲能、創新發電的方式，以盡可能提高輸電設備的供電能力。在變電設備的實時監控應用中，物聯網必須要滿足變電站向著智能化方向發展的基本需要。

2、輸變電設備智能化關鍵技術

2.1輸變電設備在線監測技術。輸變電設備在線監測技術主要分為變電站、輸電線路以及近年來不斷發展的換流站電氣設備的在線監測技術，在線監測技術是智能優化管理的重要途徑。

2.2變電站電氣設備在線監測技術。在輸變電工程中，變電站設備監測對象以及參數主要包括有變壓器、互感器、高壓斷路器和氧化鋅避雷器以及高壓母線等。變電器絕緣安全檢測技術方面一直都是研究的重點，變壓器、斷路器、互感器等特征信息的提取也是當今的研究熱點。

2.3輸變電設備綜合評估技術。輸變電建設設備的綜合評估工作主要包括故障診斷、狀態評估、故障預測、事故預警、狀態檢修等幾個環節，主要采用換流站電氣設備綜合評估技術，但該技術正處于起步階段，有待于進一步完善。

2.4輸變電設備全壽命周期管理技術。建立輸變電設備全壽命周期管理系統，對降低整個電力項目的投資具有非常重要的意義。美國最先將全壽命周期成本管理的方法應用于核電站，并且已經逐步應用于發電機、大型變壓器、勵磁機、低壓輸配電系統、儀用空氣系統等。

3、輸變電設備物聯網關鍵技術

3.1一體化智能監測裝置。檢測技術的應用對于檢測設備運行情況、實時監督其運行狀態作用明顯，便于及時發現設備故障，確保搶修及時。盡管如此，檢測技術的應用仍然有一些不盡如人意的地方，例如監測信息交互度較低，對于復雜故障的綜合性判斷有所不足；監測信息龐大，但實際上的監測系統很難從整體上對這些復雜的信息進行駕馭等。為此，需建立監測體系，以實現監測工作的統一規范化，一方面需規范檢測參數，使其符合指標標準；另一方面需提高監測裝置適用性，保證其通用度，體滿足IEC概念及標準。我國國家電網公司對監測裝置的概念及技術規范重新進行了擬定，提出“智能組件”的概念。在未來，監測裝置的一體化建設將會成為輸變電監測工作的發展方向，其對監測體系規范化的形成將起到推進作用。

3.2編碼和標識體系。電力行業編碼大體可分為物資編碼和設備編碼。目前該領域存在著編碼不統一的問題，應用角度的不同導致編碼誤差的情況也時有發生。另外，設備存儲倉庫所用條形碼等編碼由于識別距離局限性很容易在使用過程中受到影響，進而無法實現設備在使用壽命內的管理，在一定程度上制約著設備信息交流與共享。

3.3通信技術。在物聯網中，“物-物”、“物-人”是其最典型的兩種通信方式，為聯動保護設備創造了條件。以臺主變壓器為例，當其油溫異常升高時，作為其控制器的斷路器會根據實際升溫情況進行自動化控制，進而報警，主變保護設備也具備這一功能，除報警外還能控制系統由臺主變壓器切換到備用變壓器。

4、輸變電工程項目計劃管理對策

4.1進度計劃的科學編制。輸變電工程項目進度控制方面要圍繞建設方、承包方、分包方所提供的各類進度計劃進行全新編制，新進度計劃要綜合考慮各方因素，保證自身的科學性、可行性與可靠性。對于工期控制較緊的施工項目，要明確進度控制計劃的合理性及執行舉措的有效性，考慮到電力工程本身需要諸多建設單位與部門積極參與，在計劃編制時要考慮到部門之間銜接、協調等工作影響，合理妥善安排進度，針對整個項目從設計、采購、施工、驗收等各個環節做計劃安排。

4.2進度計劃監測。在制定了科學的進度計劃之后，對于計劃的監督與執行要嚴格落實，督促各部門、各建設單位如期完成。監測的目的不僅是為了監控進度計劃的執行情況、跟蹤工程施工進展，也是為了協調工程行進目標及所需時間，積累管理實踐經驗。實際監測工作中，要定期對工程進度、計劃、執行等情況進行信息收集與總結，及時發展各類問題，通過與原有計劃的對比做好進度糾偏工作，從而保證施工進度與質量。

4.3統籌造價與進度控制。在進度計劃監測的同時要根據施工實際進展資料完成網絡計劃參數的計算、修正與編排，協調單位工期與工程竣工工期的進度安排，追蹤有偏差的施工線路發現延誤根源，并及時予以改善彌補，配合各類管理手段與技術方法做好進度控制。同時，同期的造價成本控制要從預算評估、編制及執行等方面入手，與進度控制同時進行，控制工程總花費，避免突破預算限額，達到縮短工期、降低造價成本、提升施工效益與投資效果等目的，從規劃設計階段就要對進度計劃、造價控制計劃做協調統籌，在保證質量的基礎上力求縮短工期、降低造價，積極利用信息技術服務于項目管理，實現輸變電工程項目的最終控制目標。

5、結束語

物聯網技術是一種先進、新興的信息技術，發展潛力巨大。將物聯網技術在電力系統中合理地推廣應用，有利于電力系統的智能化改造；而電力系統也為物聯網技術提供了廣闊的應用空間。