物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用

尹喜陽 陳文康 曲思衡 劉紅昌

摘要：在時代的不斷發(fā)展下，科學(xué)技術(shù)得到創(chuàng)新變革，其中電網(wǎng)運行的智能化成為了推動電力企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)檢測中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)運行中各項性能的有效發(fā)揮，故此本文從理論角度出發(fā)，著重探究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中的有效應(yīng)用。

Abstract： With the continuous development of the times， the science and technology have been innovated， and the intelligent power of the power grid has become the basis for the development of the electric power enterprises， especially the application of Internet of things technology in condition detection of transmission and transformation equipment. It can realize the effective performance of the power network operation， so this paper， from the theoretical point of view， focuses on exploring the effective application of the Internet of things technology in the condition monitoring of transmission and transformation equipment.

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；輸變電設(shè)備；狀態(tài)監(jiān)測

Key words： Internet of things technology；power transmission and transformation equipment；condition monitoring

中圖分類號：TM76；TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）11-0194-02

0 引言

眾所周知，在邁入21世紀(jì)之后，人們經(jīng)濟(jì)水平得到提升，與此同時對電網(wǎng)運行提出了更加高的要求，在近幾年的不斷擴(kuò)容下，電網(wǎng)得到規(guī)模化發(fā)展，不僅應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)平臺，并且還實現(xiàn)了對電網(wǎng)運行信息的有效掌握，特別是在輸變電設(shè)備狀況監(jiān)測中，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用其中，能夠真正實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化發(fā)展與進(jìn)步。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本概述

從理論上分析，所謂的物聯(lián)網(wǎng)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)、激光掃描器等，嚴(yán)格按照相關(guān)的協(xié)議，實現(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)備狀態(tài)監(jiān)測是保障電網(wǎng)運行的基礎(chǔ)與保障，主要是通過應(yīng)用傳感器技術(shù)、信息處理技術(shù)等將整體的運行狀態(tài)加以反映，及時發(fā)現(xiàn)其中所存在的問題，并進(jìn)行解決。

1.1 物聯(lián)網(wǎng)體系的構(gòu)建

感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)體系，感知層的主要作用是接受短距離范圍的網(wǎng)絡(luò)信息，尤其是在整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接方面，感知層的作用十分明顯，能夠接受網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行中的各類信息，并且將信息傳輸?shù)较鄳?yīng)設(shè)備之中。網(wǎng)絡(luò)層的作用則是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的傳輸，保證信息傳輸?shù)挠行裕粦?yīng)用層則涉及到的內(nèi)容比較多，包括了計算機(jī)、智能手機(jī)等，可以進(jìn)一步實現(xiàn)計算機(jī)與用戶之間的交互。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)體系的設(shè)計

協(xié)調(diào)器、路由器、終端設(shè)備是不可或缺的，作為物聯(lián)網(wǎng)的核心，協(xié)調(diào)器主要包括了組網(wǎng)的構(gòu)建以及設(shè)備的維護(hù)，以及無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊龋饔脛t是保證執(zhí)行硬件的完善。另外，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計主要是以電路設(shè)計為基礎(chǔ)，是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)連接的方式，實現(xiàn)主控芯片與網(wǎng)關(guān)接口的相互關(guān)聯(lián)，并能夠及時的將路由器連接到終端之上。當(dāng)然，在整個設(shè)計過程中需要多方面分析與考慮，要對節(jié)點的設(shè)計加以分析，并在無形中提高路由器的兼容性，保證路由器與終端設(shè)備節(jié)點的完善。而協(xié)調(diào)器則主要旨在數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)臅r候，其輸出的信號要經(jīng)過轉(zhuǎn)化才能傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)平臺中，只有如此才能保證數(shù)據(jù)信息的有效傳遞。

2 輸變電設(shè)備狀態(tài)檢測的現(xiàn)狀

從整體上分析，電力傳輸以及轉(zhuǎn)換設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測協(xié)同是單一的電力傳輸以及轉(zhuǎn)換設(shè)備狀態(tài)參數(shù)集，很多情況下能夠?qū)崿F(xiàn)對信息的手機(jī)，并且還能夠從本質(zhì)上出發(fā)制定完善的獨立信息數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而形成網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域，這樣一來能夠真正提升信息系統(tǒng)的操作能力，甚至還可以實現(xiàn)日后分析與預(yù)測的完善性。其中如果每一個系統(tǒng)制造商不同，那么則會導(dǎo)致同一個裝置無法統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并且這種發(fā)展趨勢下通信協(xié)議也無法實現(xiàn)與其它協(xié)議的相互關(guān)聯(lián)，甚至數(shù)據(jù)傳輸也會受到強電磁的干擾。這種發(fā)展趨勢下，對于具有無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)的識別，并且也能夠做好職能監(jiān)控，比如醫(yī)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠及時將電纜通信故障加以解決。從另外一個角度分析，RFID射頻技術(shù)是現(xiàn)階段數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵所在，該技術(shù)結(jié)合無線傳輸可以制定模型，并且能夠提供全新的智能電力傳輸檢測。還有一點是在互聯(lián)網(wǎng)的感知層以及傳輸設(shè)備的傳感器方面，可以及時采集電力傳輸以及轉(zhuǎn)換設(shè)備狀態(tài)信息，明確其方向。且物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層可以對數(shù)據(jù)收集，對數(shù)據(jù)分析，強化其它系統(tǒng)的能力，做好全面數(shù)據(jù)分析工作。但是無論從宏觀角度還是微觀角度分析，均需要明白的是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要嚴(yán)格按照輸變電設(shè)備運行的實際情況對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及大數(shù)據(jù)集成加以了解，真正推動物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳播的有效性，并且還可以將其自身的作用充分發(fā)揮出來，這樣才能真正保證電力傳輸以及轉(zhuǎn)換設(shè)備的良好性。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用

從本質(zhì)而言，在新時期要想真正實現(xiàn)對輸變電設(shè)備狀態(tài)的有效監(jiān)測，那么則需要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用其中，實現(xiàn)對輸變電設(shè)備的全壽命周期管理，這樣才能真正提高輸變電設(shè)備的有效運行。其中從另外一個角度分析，積極實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)有效監(jiān)測，并且其中所采取內(nèi)容包括以下幾點。

3.1 智能感知層

所謂的智能感知層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中的基礎(chǔ)與保障，主要是將相關(guān)的感知設(shè)備相互整合，其中具有代表性的則是智能傳感器、GPS全球定位系統(tǒng)等，這樣以此形成一個整體，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸變電設(shè)備運行中所存在的數(shù)據(jù)進(jìn)行感知，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)對全壽命資產(chǎn)信息的收集。從另外一個角度分析，在感知層主要收集的信息涉及到了電網(wǎng)運行的信息、電網(wǎng)運維的現(xiàn)象，各類安裝設(shè)備的信息等，甚至還有氣象信息與自然災(zāi)害信息。

3.2 智能網(wǎng)絡(luò)層

毋庸置疑，智能網(wǎng)絡(luò)層也是其中極其重要的一部分，是應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸通道，實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的介入，這樣便能夠真正實現(xiàn)輸變電設(shè)備的有效應(yīng)用。一般而言，在整個輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)運行之中，有關(guān)信息傳輸主要涉及到的通信層是比較多的，其一是傳感網(wǎng)絡(luò)，其作用是智能監(jiān)測，是將現(xiàn)階段輸變電設(shè)備的基本狀態(tài)傳輸?shù)浇K端之中，并且也應(yīng)用寬帶、光纖加以完成。并且等到數(shù)據(jù)到達(dá)智能終端的時候，還要加強對技術(shù)原理的應(yīng)用，將其進(jìn)入到變電站與供電局。其二是變電站，主要采取的模式是相互結(jié)合，是將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)之中。當(dāng)然需要注意的一點是輸電線路的智能終端很多情況下會建立鏈接通道，并且當(dāng)信息傳輸其中之后，還需要進(jìn)一步分析輸變電線路所具備的兼容性以及拓展性。與此同時，輸電線路現(xiàn)象，需要利用網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)较鄳?yīng)的信息管理平臺上。其三則是供電局，其網(wǎng)絡(luò)所具備的作用是十分明顯的，主要的職責(zé)便是收集各方面的信息，并且經(jīng)過整理與歸納，在新時期，要想真正實現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)層的有效性，很多情況下供電局的網(wǎng)絡(luò)需要構(gòu)建光線組網(wǎng)，并且還需要將變電設(shè)備相互整合，這樣一來才能真正形成信息交互。

除此之外，輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)往往需要信息的整合，并且這些信息還需要及時傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行模?jīng)過數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)的整合，其中數(shù)據(jù)信息收集到的信息是多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，比如像監(jiān)測數(shù)據(jù)、調(diào)度運行數(shù)據(jù)、設(shè)備運行安全數(shù)據(jù)等，在這一系列數(shù)據(jù)整合之后可以為全壽命周期管理奠定基礎(chǔ)。

3.3 智能應(yīng)用層

智能應(yīng)用層所涉及到的內(nèi)容同樣眾多，且在智能應(yīng)用層下可以構(gòu)建完善的輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)全壽命周期管理系統(tǒng)，所涉及到的內(nèi)容包括了狀態(tài)評估、預(yù)測預(yù)警、智能診斷等，可以進(jìn)一步實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備的缺陷以及維修成本。

3.4 信息整合層

信息整合層同樣是輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)中不可或缺的一部分，其中信息集成平臺可以作為信息整合層的信息處理中心，主要采取面向服務(wù)架構(gòu)以及服務(wù)總線的模式，實現(xiàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)接入，并且還可以利用多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的相關(guān)特征進(jìn)行提取、挖掘，真正實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的整合，對整個設(shè)備全壽命周期管理加以支撐。從另外一個角度分析，因為信息集成平臺在電網(wǎng)業(yè)務(wù)中的不同，所以需要多方面分析與研究，要保證層層落實，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的完善性，且還需要嚴(yán)格按照需求加以配置。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要依據(jù)輸變電設(shè)備運行加以完善

從上文中可以清楚認(rèn)識到在當(dāng)前時代的發(fā)展下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為了輸變電設(shè)備運行的基礎(chǔ)與保障，尤其是智能電網(wǎng)的建設(shè)需要實現(xiàn)對電網(wǎng)運行的相互監(jiān)督與管理。作為智能電網(wǎng)的主要基礎(chǔ)設(shè)備，輸變電設(shè)備需要加強對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，從全局出發(fā)實現(xiàn)對輸變電設(shè)備運行狀況的檢測，這樣能夠?qū)⒋髷?shù)據(jù)、云計算等技術(shù)相互融合。從另外一個角度分析，在輸變電設(shè)備運行中，其物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還需要將自身的作用充分發(fā)揮出來，或者針對實際的發(fā)展情況構(gòu)建完善的安全保障機(jī)制，將跟蹤技術(shù)、定位技術(shù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行融合，或者是將報警技術(shù)積極融入到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，這樣一來才能真正實現(xiàn)輸變電設(shè)備監(jiān)測的有效性，才能保證物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作用與優(yōu)勢的全面發(fā)揮。

5 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前的發(fā)展趨勢下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到輸變電設(shè)備監(jiān)測中已經(jīng)發(fā)展成為了一項極其重要的內(nèi)容，尤其在電網(wǎng)智能化的發(fā)展下，要想真正滿足時代發(fā)展的要求，真正保證其穩(wěn)定性，那么則需要充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的作用與優(yōu)勢，使其具備靈活性，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與全面，這樣方可提高我國電網(wǎng)的運行質(zhì)量與效率。

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