基于物聯網的智能電網故障監測技術

郝玉春　王軍

摘要：隨著我國綜合國力的強盛，很多方面的發展已經無法立足于當今社會，電網就是其中一個方面。現如今的社會是一個高效率的社會，一線城市的崛起，使電網的應用要求進一步提高。本文以基于物聯網為背景，介紹了我國電網的現狀，然后分析了在此基礎上的進一步發展、應用、優勢以及現實意義。

Abstract： With the increase of China's comprehensive national strength， many aspects of development have been unable to stand in today's society， and the power grid is one of them. Today's society is an efficient society， and the rise of first-tier cities has further increased the application requirements of the power grid. Based on the Internet of Things， this paper introduces the current situation of China's power grid， and then analyzes the further development， application， advantages and practical significance on this basis.

關鍵詞：電網;物聯網;智能電網

Key words： power grid;Internet of Things;smart grid

中圖分類號：TP391;TM76 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）23-0286-02

0 ?引言

近年來，隨著經濟綠色發展觀念深入人心，各種資源的限制，能源的短缺問題日漸嚴重。雖然我國地大物博，但是同時我國也是一個人口大國，就目前的資源，相信在不久的將來就無法維持我國居民正常生活。所以電網的發展成為了為數不多的一個突破口。我國傳統電網是一種被動的配電網，其發展方向是以安全提供電能為核心，具體表現在其堅強性，所謂堅強性是指電網遭受到巨大的外界干擾或者線路出現故障時，電網仍能堅持對外供電，不會影響居民的正常生活;當天氣狀況十分惡劣的情況下，電網系統并不會因此而癱瘓，依舊能夠正常運轉;最后就是它對自身信息的保障能力很強。自愈性，顧名思義是一種依靠自身能夠自我恢復的能力，電網每時每刻都會對自身的情況進行檢查并據此進行自我調的一種特性。兼容性，這是，一種能夠海納百川的能力，它使電網能夠適應可再生能源的有效、有序接入，適應分布式電源和微電網的接入，能夠適應廣大人民群眾各種千奇百怪的用電要求，借此可以為廣大人民群眾提供多種額外的增值服務。經濟性，電網會根據電力市場的分布情況進而進行合理有效的運作方式，將資源合理分配運用，降低運行時的能量損耗，大大提高了資源的利用效率。

1 ?電網監測技術

錯綜復雜的電力線路構成了電力網絡，用以維持這個龐大的國家的電力資源的運轉。但是隨著時間的推移，電力網絡不可能一直維持在正常運轉的狀態，偶爾就會出現一些故障。而這個時候就需要快速準確地找到故障發生的精確位置，便于工程師能夠快速解決故障，減少不必要的損失。由于物聯網技術的日漸成熟，可以通過物聯網技術的合理搭配，可以得到一些新的高效率的技術。將其融入到電力輸配網故障監測管理技術中就可以形成一種全新的技術。利用GPS的定位高效性，再結合電力輸配網拓撲網絡，從而可以將電力網絡中的各種故障參數收集分析，進而列成故障參數矩陣。利用這種方式，可以將電網中的故障管理構建成一個完整合理的解決系統。每當出現故障，可利用故障參數矩陣快速的對故障進行監測與分析，擁有了物聯網技術的融入，可以更加高效的分析出故障的準確位置和區域。

2 ?技術應用

現如今，國家一線沿海城市相對于其它城市更為發達，這也導致了這些城市居民日益增多，從而電力網絡的設計更為繁瑣，當電力網絡出現部分故障時，很有可能導致整個系統的運轉受到影響，從而影響到整個城市工業發展、居民生活。面對一個如此巨大且交錯縱橫的電力線路網絡，一旦出現問題短時間無法確定其位置并將其解決的話，那么對居民的生活會帶來很大的不便。還有就是國家重點工業制造廠，他們的整個電力網絡的正常運行也是重中之重，一旦出現故障短時間無法解決的話，給工廠帶來的損失將會是一筆天文數字。于此，我們的故障監測技術將會在這些一線沿海城市和國家重點工業制造廠得到很好的應用。融入了物聯網技術的電網故障監測技術能夠更加快速、準確、有效的發現故障發生的精準位置，這就給工程師們解決電力網絡故障提供了很大的方便，避免了即將發生的巨大損失。隨著科技能力的不斷加強，GPS的定位能力越來越強。將物聯網技術應用到智能電網中，電力網絡收集數據的能力會大大加強，再利用故障參數矩陣的方式，及時高效地對故障進行檢測。除此之外，通過當代的GPS定位功能，能夠在第一時間快速準確的定位到故障發生的位置，然后第一時間內給出最優的解決方案。

隨著物聯網的快速發展，這方面的技術越來越成熟可靠，將其運用到傳統電網是必然的趨勢，這就促進了智能電網的發展。物聯網技術的發展，各種基于此而延伸出的故障診斷技術應運而生，如電力公司和大學便在此基礎上為電力網絡打造了專家系統和人工神經網絡（ANN），讓智能電網具有自適應保護和控制機制。專家系統能夠以專家級別的故障檢測技術水平，目前在該領域已有實際應用：Reliant專家系統。這種系統可根據DFR的數據診斷故障擾動。若由雷電或操作沖擊而引起的電壓不穩（突升或突降）、供電中斷、過欠電壓等，該DFR可以記錄在系統故障期間的電路參數。但專家系統讓不完善，相比之下，人工神經網絡則更加高效準確。這是一種借鑒了人腦結構的信息分析系統，也是人工智能技術另一個重要的分支，能夠自主地去分析解決問題，因此在智能方面備受關注。神經網絡在智能電網中運用，雖然使網絡結構變得更加復雜化，但讓技術人員研究大型輸電網絡分區變得更加方便，例如，將大網絡分塊位幾個小網絡，每個網絡承擔不同的診斷檢測工作，網絡1可以檢測電路故障和類型，網絡2可以進行故障測距，網絡3可以判斷網絡故障為永久的還是暫時的，再匯總分析，最終得出結果對癥下藥。

3 ?市場發展前景

現如今，我國各項目都在朝著數字化、智能化發展，隨著這股發展潮流、電網的智能化發展勢在必行。這項技術在國外發展得比我國要快不少，現如今我國正在這條路上漸入佳境，但是我國龐大的社會體系，未來這又將是一項浩大的工程。一線沿海城市是一個首要目標，這些城市人口繁多，電網的正常運轉，嚴重影響了城市的發展和居民水平。基于物聯網的智能電網的故障監測技術對這些一線沿海城市過于重要。隨著綜合國力的提升，國民小康始終是國家發展的目標，我相信，未來由一線沿海城市開始，會逐步向內地二線城市實行這項技術，甚至在不久的將來，這項技術將出現在中國的每一個角落。不僅是工業生產需要，人民生活同樣需要。因此，這項技術的實行是勢在必行的，將有一個很好的發展前景。

4 ?結束語

這項技術可以說是在現有技術的基礎上的一種發展創新，將現有的技術巧妙結合得到一種新的技術。它巧妙地利用到了當前物聯網技術的先進行，取長補短，來彌補另一種技術的不足，使另一種技術更加完善。這種將兩種不同的技術結合而來的新技術，它不僅繼承了傳統電網的優點，而且在此基礎上推廣發展，利用物聯網技術的先進性，將其運用到智能電網故障監測技術當中，使電網的故障監測技術更趨向完善，能夠快速有效的解決電網故障的問題，使電網的發展更進一步。在未來生活中，這項監測技術將廣泛應用于科技發展、工業生產、人民生活等各個領域。相比于傳統電網，它更加快捷、精確、有效、經濟，更加適應當代社會的發展。

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