物聯網技術在智能電網輸變電設備中的運用

朱益民

（國網福建省電力有限公司漳平市供電公司，福建 漳平 364400）

在社會經濟和科技的發展支持下，我國電力系統開始朝著智能電網的方向發展，輸變電設備狀態監測是智能電網建設的重要組成，在運行發展中也是實現輸變電設備狀態運行檢修管理，提升整個輸變電專業生產運行管理水平的重要技術手段。在智能電網的快速發展下，傳統輸變電設備監測不再滿足智能電網的發展需要，基于智能電網的傳統輸變電設備監測被提升到新的高度。智能電網和物聯網作為具有重要戰略發展意義的高新技術形式，在近幾年逐漸引起了世界各個國家的重視，二者的有效整合能夠有效提升電網運行能力和服務質量，從而更好的促進電力企業發展。

一、物聯網的定義與體系結構

所謂物聯網，是指按照設定的網絡通信協議，利用紅外感應器、激光掃描儀、射頻識別技術等信息傳感設備將各種物品接入到互聯網內，在互聯網內實現物與物之間的信息交換與共享，實現物品的智能化、跟蹤定位、監控與管理的一種新型網絡。從物聯網的定義中可以看出，這種網絡的體系結構主要由網絡、感知、應用三部分組成。網絡模塊主要負責在被監控對象周圍布設各種傳感器和無線通信節點，采集監控目標周圍環境等的相關信息感知模塊負責將由傳感網絡發送來的數據傳輸至無線通信設備之中，由各個無線通信設備匯聚一起，將所有傳感數據發送到網關設備，最后由網關設備統一傳輸到物聯網服務器中。應用模塊負責將系統采集來的數據應用到各個終端設備之中，所以，該模塊包含有許多終端設備。在Internet 的應用下，這些終端設備可以讀取整個網絡的數據與狀態，可以通過人工決策和智能決策對網絡進行反向控制。

二、物聯網技術和智能電網輸變電之間的關聯

物聯網是指物和物連接的互聯網，在射頻識別技術、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等傳感器的作用下能夠按照協議規定將任何物品和網絡聯系在一起，實現信息交流和通信的暢通無阻。

智能電網主要由輸電、變電共同組成。結合智能電網的構成和特點，物聯網技術在智能電網中的應用能夠有效提升整個設備的運行管理水平，降低設備在檢修狀態下的應用風險，并在設備使用的時候確保整個設備的運行效率，也為設備的科學管理奠定良好的基礎支持。

文章所涉及到的輸變電設備物聯網管理主要是以輸變電設備智能化發展作為基礎，依靠先進的無線射頻識別技術、多媒體技術、智能傳感技術等，按照電力系統的協議，借助信息化手段來對資產、電網運行情況以及輸變電設備的運行狀態進行動態控制和全生命周期管理。

三、物聯網技術在智能電網輸變電設備中的運用

（一）物聯網技術在智能電網輸電設備狀態下進行在線監測

智能電網的輸電設備使用物聯網技術進行在線監測，是物聯網技術眾多作用中的一個重要表現。物聯網技術能夠對輸電線路運行過程中的相關情況進行全面有效的感知，同時還能夠不斷提高監測的能力，在眾多的環境條件下都能夠被積極應用，比如說導線在出現垂弧、舞動以及風偏的狀態下進行監測。

通過對互聯網技術進行充分有效的應用，能夠對輸電設備的全過程進行觀測，同時還能夠針對其中出現的風險進行及時有效的預警。物聯網技術在對輸電設備進行在線監測的時候，還能夠積極利用無源光波導傳感器對導線受到污染的情況進行監測，同時還能夠使用視頻傳感技術對線路的桿塔傾斜問題進行監控和管理。當輸電設備相關線路出現故障的時候，還能夠及時使用物聯網技術對故障的具體位置進行確定，并提供出良好的自動診斷策略。

（二）基于物聯網技術的檢修資產管理

以射頻通信數據通信并借助GPRS／CDMA 等無線遠程傳輸，可實現對檢修資產的實時同步管理。遠端監控中心實現對檢修資產日常操作流程中涉及到的任務、地點、檢修資產實物、交接時間等信息進行記錄，可通過GSM 短信提示或告警功能通知檢修班組人員有關檢修資產調配事宜；檢修班組從庫中領取調配檢修資產，出庫后的電子標簽信息缺失經射頻識別傳輸反映于遠端監控管理中心，實現調配資產自動核查；歸還后的檢修資產電子標簽信息重新反映于遠端監控管理中心，可再次調配給其他檢修任務實用。由此可見，基于射頻識別的檢修資產管理可實現實物信息與系統信息的實時同步優化調配管理，提高了檢修資產調配的效率和目的性。可將檢修資產日常管理活動與資產管理系統有效整合，實現對資產全生命周期的智能化動態實時跟蹤及集中監控管理，減少了人為干預，避免各種因素造成的資產流失，提高了企業管理效率。

（三）輸變電設備狀態監測與檢修資產管理一體化方案

輸變電設備狀態監測與檢修工作關聯性較強，將設備監測與檢修資產監測有效整合，統一監控管理，可極大程度上實現跨部門的資源信息共享，提高供電企業運行效率和經濟效益。一體化數據平臺的設計則應考慮數據格式的通用性，將上送的監測信息按約定格式轉化存儲，并將遠端監控管理中心需要的信息及時上送。同時，一體化數據平臺還應能定制消息模式，如一般通知、告警等，便于監控管理中心方便調用并填寫發布。遠端監控管理中心主要完成功能：對設備的監控、狀態評價、故障診斷以及線路動態擴容分析；對發現異常或故障情況，及時制定檢修計劃并通知發布；實現檢修資產的實時監控與優化調配管理。

結束語：

綜上所述，電力系統正朝著智能電網的方向快速發展，傳統的輸變電設備狀態監測已經不再適應時代的需要。物聯網技術融合了計算機、通信和控制等多個學科，具備全方位、深度感知特性，將其應用于智能電網特別是輸變電設備管理領域是具有廣闊前景的。