探析物聯網技術在數字化變電站中的應用

李誠　馬大宇　吳世斌　沈劉玉　林莉

摘要：數字化變電站運行穩定性較強，數據采集準確，同時傳輸過程中不會影響其準確性，動作失誤率較低，因此數字化變電站得到了人們的青睞。本文主要分析了物聯網技術在數字化變電站中的應用，以供參考。

關鍵詞：數字化變電站;物聯網技術;準確性

中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）06-0100-01

1 物聯網感知層網絡

1.1 可跟蹤性

可跟蹤性是指不管在任何時候都可以通過物聯網獲取與自己相關物品的信息與坐標，同時還可以對物品周邊的環境有一定的了解。該技術一般被應用在航空物流領域中，客戶可以通過物聯網建立與自身行李之間的聯系，并及時對自己的行李做出準確定位。

1.2 可監控性

物聯網的可監控性能夠通過對物品的監控來了解人類的喜好和行為。將其應用在酒駕處理上，能夠更好的對駕駛員的清醒程度予以實時掌控，防止酒駕的發生，保證駕駛員和出行人員的安全。

1.3 可連接性

物聯網具有較強的開放性特征，其可以通過與通信網絡以及廣電網絡的連接，擴大監管范圍。尤其在食品和老人健康監管中，發揮著巨大優勢。變電站輸電設備在大電壓和大電流的運行模式下，設備參數的在線監測能夠有效保證高壓隔離，抵御強電磁干擾。對于部分參數的的測量，要合理應用短距離無線通信技術，并以此為基礎創建無線傳感器網絡。

2 數字化變電站物聯網構架

數字化變電站是數字化變電站物聯網系統的物理架構，結合電網運行的主要方式和地區的用電及能源開發特點，利用電力專網、互聯網以及數字化變電站信息系統保證電網、發電廠和用電所的能源，實現信息交互，創建數字化變電站物聯網信息交互平臺。站內通信系統是發展中的技術核心，利用自動控制技術、能源預警和可視化技術對站內變電設備和變電所周圍的環境，實施全程的可視化管理，同時充分利用信息平臺實現調度系統、生產管理系統以及用電信息平臺的信息共享，從而創建數字化變電站物聯網系統平臺。

3 數字化變電站物聯網系統功能組成

3.1 數字化變電站內部系統

將新能源發電系統、數字化變電站系統和節能用電管理系統進行信息融合，可保障地區用電需求。在數字化變電站物聯網系統中，數字化變電站內部系統扮演了站端的角色。其主要由視頻監視系統、電源管理系統、變電站監控系統、安全工器具管理等系統組成。多個子系統之間均需遵照統一的通信標準和要求，利用網絡技術實現數字化變電站一次設備、二次系統和輔助系統的有效互聯。在系統運行的過程中，要在數字化變電站一次設備的本體上及運行場所中，設置傳感器和射頻探頭等多種輔助信息采集設備，進而組成數字化的變電站站內局域網。這保證了數字化變電站運行設備監控的自動化與可視化以及巡檢的智能化等多種功能。變電站運行的過程中，若出現故障，即可對故障予以及時預警和快速定位，明確故障原因，第一時間處理故障，確保系統平穩運行[1]。

3.2 多能源協調控制系統

調度系統在數字化變電站物聯網中發揮著重要作用，其充當管理端的角色。調度系統運行的過程中，可變電站運行的遠程數字化監控，滿足清潔能源發電廠的發電需求及基本流程。變電站物聯網信息綜合分析與計算中，調度系統也可結合電網潮流控制以清潔能源為生產基礎的電廠。電廠日常生產中主要輸出光伏電站以及風能。如風能和光能無法滿足能源輸出的基本需求，則應及時采取科學有效的水電補償措施，以清潔能源實現發電，進而提高資源的利用率。同時，調度系統要以準確可靠的數據信息為基礎，仔細分析上網電價和存儲電價，明確電價的經濟性，進而保證分布式微網系統運行的科學性和有效性。

3.3 智能用電管理系統

目前，城市發展水平不斷提高，人們也越來越追求生活品質。綠色出行理念開始盛行，智能家居以及節能用電需求量明顯增大。而且在智能電網發展中，也建成了多個試點，其可結合實際建設分布式光伏微網、充電站、智能賓館和智能交通充分融合的交互式綜合平臺。平臺中的用戶能夠利用用電管理系統APP，了解并掌握物聯網的重要運行數據、實時電價以及電網系統的最新信息，制定更為科學合理的用電規劃。同時，數字化變電站物聯網也促進了智能化分布式微網的建設、發展與應用。微網用戶可根據自身的需求發電，且明確用電量。在這一過程中也促進了信息的互動。廣大用戶只需借助APP和移動客戶端即可參與電力市場化交易，一方面滿足了用戶的需求，另一方面也提高了電網的管理質量[2]。

4 數字化變電站物聯網關鍵技術

4.1 物聯網通信網絡構建

數字變電站物聯網系統在運行的過程中，數字化交換機技術發揮了十分重要的作用，該技術的應用有效實現了電力專網、互聯網和數字化變電站之間的信息交互，并以此為基礎創建集合了電力流、信息流及業務流的數字化變電站物聯網系統通信平臺。再者，于發電端、變電端和用電端三部分安裝滿足運行要求且精準度較高的攝像頭以及信息采集傳感器，該傳感器能夠完成若干功能的有效互動。應用層主要是決策、管理和互動的機構，其充分滿足了智能電網信息流傳遞的要求。信息流通常指的是在滿足用電、供電及發電基本需求的基礎上，構建完善的信息數據交換中心，從而更好地保證系統中的信息共享，提高信息共享的效率，充分發揮系統優勢[3]。

4.2 數據采集與信息集成

數字化變電站物流網系統由多個分系統組成，系統自身需要接收大量的信息，同時信息的類型也十分繁雜，如實時數據、非實時數據等。在系統建設和系統優化的過程中，人們也將關注的焦點放在了采取針對性措施篩選、劃分和集成不同類型及來源的數據信息，其對系統未來的建設與發展也有著較為重要的影響。當前數字化變電站運行和應用過程中存在的通信問題，需積極嘗試創建更為完善的數字化變電站物聯網平臺，且結合行業規范和標準的要求建設數字化變電站物聯網系統的基本架構，網絡層建設的過程中，可應用數字化交換機和光纖傳輸通道來實現其作用。該通道可將原本分散的系統依據相同的通信協議達到信息集成的目的。

5 應用前景

我國電力企業發展的過程中，企業的發展水平日益提高，同時越來越多的企業開始建立數字化變電站物聯網系統。與以往相比，我國電網發展需求發生了較大的變化，物聯網技術也被廣泛地應用再核心數字化變電站當中，技術的發展與創新對變電站的運行質量和運行效率也產生了較大的影響，與此同時，技術的發展與廣泛應用也解決了以往系統運行中所出現的能源消耗較大，業務繁雜，處理難度大等多種問題。從上可以看出，該系統具有巨大的發展空間和發展潛力，研究人員需要對此予以更加深入的研究和分析。

6 結語

綜上所述，本文從物聯網感知層網絡出發，就數字化變電站物聯網構架、數字化變電站物聯網系統功能組成以及數字化變電站物聯網關鍵技術等問題進行了全面且詳細的分析，希望本文的論述能夠為推進數字化變電站物聯網系統的建設提供一些意見上的參考。

參考文獻

[1] 吳招座.變電站輔助系統中物聯網技術的應用[J].科技與創新，2016（20）：140.

[2] 張圓.淺論物聯網技術的應用研究[J].科技創新與應用，2017（17）：294.

[3] 譚秦紅.新時期計算機物聯網的應用探究[J].電腦迷，2017（4）：109.

Application of Internet of Things Technology in Digital Substation

LI Cheng，MA Da-yu，WU Shi-bin，SHEN Liu-yu，LIN Li

（State Grid Zhejiang Electric Power Co.， Ltd. Lishui Power Supply Company ， Lishui Zhejiang? 323000）

Abstract：Digital substation has strong operation stability， accurate data acquisition， and transmission process will not affect its accuracy， action error rate is low， so digital substation has been favored by people. This paper mainly analyses the application of Internet of Things technology in digital substation for reference.

Key words：digital substation; Internet of things technology; accuracy