物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力輸配電系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用

趙學(xué)華 張星

摘要：近些年，人們的社會生活水平呈現(xiàn)上升的趨勢，人們的社會環(huán)境建設(shè)的水平呈現(xiàn)高質(zhì)量的發(fā)展態(tài)勢，電網(wǎng)的建設(shè)情況越來越好，電力的傳輸質(zhì)量越來越高。隨著社會活動對電力使用的需求越來越大，電力的使用和電網(wǎng)的建設(shè)需要新技術(shù)提升整體的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，智能化是我國輸變電發(fā)展的方向，物聯(lián)網(wǎng)是整體技術(shù)革新的關(guān)鍵。在一定程度上講，物聯(lián)網(wǎng)是電力系統(tǒng)在建設(shè)中的重要保障，是我國目前在發(fā)展輸變電領(lǐng)域的重要研究和使用的課題

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);輸配電;應(yīng)用

引文

現(xiàn)在世界的主要發(fā)展形式是智能化，無論是電腦的發(fā)展還是各行業(yè)的工作媒介和途徑，高效能的實現(xiàn)需要智能化的技術(shù)進(jìn)行保障。在電力的發(fā)展歷程中，輸變電的建成質(zhì)量直接影響最終的電力質(zhì)量，所提提升輸變電的是建設(shè)質(zhì)量是當(dāng)下電力行業(yè)的主要發(fā)展內(nèi)容。要想提升輸變電的建設(shè)質(zhì)量首先需要提升其設(shè)備的質(zhì)量和智能化，當(dāng)下的發(fā)展中，物聯(lián)網(wǎng)是提升設(shè)備質(zhì)量的主要途徑，因為物聯(lián)網(wǎng)的使用可以提升輸變電的智能工作的程度。

1、對物聯(lián)網(wǎng)科學(xué)的認(rèn)知

1.1 內(nèi)涵

物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)是順應(yīng)時代發(fā)展的產(chǎn)物，因為物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)下信息化重要的發(fā)展階段，是最新一代信息技術(shù)的重要組成部分之一，是一種物物相連的互聯(lián)網(wǎng)[1]。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展基礎(chǔ)就是互聯(lián)網(wǎng)，通過對互聯(lián)網(wǎng)的具體使用的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行延伸，更具有先進(jìn)的科研技術(shù)，通過技術(shù)的使用和網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展來實現(xiàn)信息的具體通信和多種信息的交換。雖然物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展基礎(chǔ)就是互聯(lián)網(wǎng)，它的組成包括目前互聯(lián)上所具有的信息和資源，但是物聯(lián)網(wǎng)實際使用的設(shè)備等資源卻具有獨特的個性化。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

就目前的發(fā)展形式看，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有三個關(guān)鍵性能極強(qiáng)的技術(shù)，分別是傳感器、嵌入式以及RFID。傳感器也是目前計算機(jī)發(fā)展中的重要技術(shù)之一，傳感器主要是對數(shù)字信號進(jìn)行相應(yīng)的處理，將原有的模擬信號通過技術(shù)的處理轉(zhuǎn)化成用戶或是企業(yè)需要的數(shù)字信號。通過信號模式的轉(zhuǎn)變提升計算機(jī)的信息處理能力和速度，物聯(lián)網(wǎng)也正是通過該項技術(shù)的使用提升整體的工作效率。

嵌入式是一種具有綜合性較強(qiáng)的技術(shù)種類，需要對多種技術(shù)進(jìn)行整合，以此提升技術(shù)的應(yīng)用程度。目前，嵌入式的新型技術(shù)在人們的生活中起到重要的作用，例如人們目前使用度較高的智能終端MP4、平板電腦以及科研程度較高的衛(wèi)星的系統(tǒng)建設(shè)中。可以說，嵌入式這一項關(guān)鍵技術(shù)的使用改變著眾多行業(yè)的發(fā)展，小到工業(yè)生產(chǎn)，大到重要的國防工業(yè)，在實際生活和生產(chǎn)中扮演著“大腦”的角色，對接收到的信息進(jìn)行進(jìn)行科學(xué)的分類和處理[2]。

RFID同樣也是一種具有傳感性能的技術(shù)，目前的發(fā)展情況看，RFID主要是對嵌入式和無線技術(shù)進(jìn)行綜合處理的一項技術(shù)，具有強(qiáng)大的識別和管理的作用。目前，RFID主要是在物流和各項安全設(shè)備的建設(shè)中起到重要的發(fā)展作用，提升這些領(lǐng)域的建設(shè)科技度。人們的社會環(huán)境建設(shè)的水平呈現(xiàn)高質(zhì)量的發(fā)展態(tài)勢，電網(wǎng)的建設(shè)情況越來越好，電力的傳輸質(zhì)量越來越高，RFID的安全性技術(shù)也被應(yīng)用到輸電變的建設(shè)中。

2 電力系統(tǒng)在實際的建設(shè)中使用物聯(lián)網(wǎng)的層次分析

2.1 提升電力設(shè)備智能使用程度

上文中提到，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展基礎(chǔ)就是互聯(lián)網(wǎng)，通過對互聯(lián)網(wǎng)的具體使用的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行延伸，更具有先進(jìn)的科研技術(shù)，通過技術(shù)的使用和網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展來實現(xiàn)信息的具體通信和多種信息的交換。物聯(lián)網(wǎng)有著較高的信息化程度，對信號的處理較為數(shù)字化，在具體電力設(shè)備中使用物聯(lián)網(wǎng)可以提升設(shè)備的智能使用程度。提升智能化的使用程度主要是優(yōu)化結(jié)構(gòu)的主要層次，通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化完善信息的轉(zhuǎn)化形式和質(zhì)量，最終實現(xiàn)設(shè)備的智能使用程度。

2.2 在感知層提升設(shè)備的智能化

物聯(lián)網(wǎng)提升電力設(shè)備的智能化在感知層的具體體現(xiàn)是通過使用傳感器和二維碼的技術(shù)對各種階段的參數(shù)進(jìn)行高效的整理，最終將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)的體系中。在感知層的智能化的建設(shè)中，可以在傳感器的使用基礎(chǔ)上將現(xiàn)實生活中的網(wǎng)絡(luò)的實體和虛擬中的終端進(jìn)行有效的連接，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)對虛擬網(wǎng)絡(luò)的控制。同時，物聯(lián)網(wǎng)可以通過對傳感器的使用對現(xiàn)實中的物理世界進(jìn)行感知。

2.3 在應(yīng)用層提升設(shè)備的智能化

物聯(lián)網(wǎng)主要是通過對實際的電力需求作為自身的工作記憶，通過這些工作的記憶對實際的電網(wǎng)工作提出科學(xué)有效的處理意見。物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)的建設(shè)平臺中，將智能化的電力系統(tǒng)和自身的信息技術(shù)進(jìn)行高效的融合，通過高效的融合提升電力系統(tǒng)的智能化工作程度。就我國目前的電力建設(shè)情況看，在電力系統(tǒng)中使用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)可以在很大的程度上提升電力系統(tǒng)建設(shè)的智能程度，提升我國電力行業(yè)的發(fā)展成效。

2.4 在網(wǎng)絡(luò)層提升設(shè)備的智能化

物聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層提升設(shè)備的智能化主要是通過接入網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和核心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展來提升不同層次之間的信息轉(zhuǎn)化程度。具體講，物聯(lián)網(wǎng)可以在自身功能的發(fā)展基礎(chǔ)上，提升網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層之間的信息轉(zhuǎn)化的程度，提升整體電力系統(tǒng)的智能工作的程度[3]。

3、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力輸配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1針對智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

對于輸變電設(shè)備狀態(tài)檢測以及全壽命周期管理來說，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以著實現(xiàn)智能化與自動化的發(fā)展。且在長期的發(fā)展過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)深入影響著電網(wǎng)中的各個環(huán)節(jié)了，同時也促進(jìn)了智能電網(wǎng)的快速發(fā)展。

3.2在輸變電設(shè)備狀態(tài)中的運(yùn)用

首先，在輸電設(shè)備狀態(tài)中的監(jiān)測。在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測感知層來說，主要是通過在桿塔以及其他設(shè)備上部署相應(yīng)的傳感器，并采集裝置來收集輸電線路中的信息，同時在通過網(wǎng)絡(luò)來講信息輸送到數(shù)據(jù)中心中。就目前來說，對于輸電線路的在線監(jiān)測來說，已經(jīng)實現(xiàn)了風(fēng)偏監(jiān)測、圖像和視頻監(jiān)測以及微氣象監(jiān)測等方面。且對于監(jiān)測來講，通過多種類型的傳感器對信息進(jìn)行全面的分析以此來獲得監(jiān)測的最終結(jié)果。但是輸電線路中在線監(jiān)測感知層中存在的最大問題就是供電上的問題。且就目前來說，主要是以太陽能供電方式為主，其他研究機(jī)構(gòu)對高壓電磁取電進(jìn)行了相關(guān)的研究，發(fā)現(xiàn)其效果并不理想。因此就要從全新的角度上出發(fā)，增強(qiáng)高低溫儲能能力，對供電工作的模式也要進(jìn)行優(yōu)化，增強(qiáng)整個系統(tǒng)中的供電能力。

其次，變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐著變電設(shè)站中的智能化，因此在實際應(yīng)用上就用應(yīng)當(dāng)要在滿足變電站智能化改造的基本要求。且在物聯(lián)網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)中，感知層主要體現(xiàn)在了過程層上，因此應(yīng)用層要對應(yīng)著站控層。

3.3 輸變電設(shè)備全壽命的周期管理

從長期效益上出發(fā)，綜合多方面因素來對資產(chǎn)進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計等，且在滿足經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，減小資產(chǎn)全壽命周期的周期成本。且對電網(wǎng)資產(chǎn)全壽命進(jìn)行周期管理就是要實現(xiàn)安全管理等，以此來實現(xiàn)資產(chǎn)管理上的結(jié)合，在立足于我國基本國情的基礎(chǔ)上，分析出電網(wǎng)企業(yè)在行業(yè)市場中的技術(shù)與市場特點，通過不斷總結(jié)管理實踐經(jīng)驗，來滿足全新的發(fā)展需求。且利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還可以監(jiān)測到電力設(shè)備中的全景狀態(tài)信息，并與其屬性相互關(guān)聯(lián)，評估其壽命，這樣也就可以為其周期成本等情況提供出最為高效的輔助性功能。同時還可以實現(xiàn)有效的電氣資產(chǎn)全壽命周期化關(guān)聯(lián)，增強(qiáng)了設(shè)備診斷過程中的真實性與準(zhǔn)確性。這樣也有助于在進(jìn)行制造與安裝等階段進(jìn)行科學(xué)化的管理。

在實際應(yīng)用上，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以收集好變電設(shè)備中的各種信息，其中就包括了環(huán)境與試驗等眾多方面，通過采用科學(xué)的統(tǒng)計方法，對設(shè)備的現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展因素等進(jìn)行分析，這樣也就形成了以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)備自身風(fēng)險評估方法。通過利用新型的傳感器等技術(shù)手段，來對輸變電設(shè)備的狀態(tài)特征進(jìn)行評估，同時還要結(jié)合一定的理論數(shù)據(jù)來形成有效的評估方法，并建立出完善的檔案。

3.4 深化研究內(nèi)容

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，輸變電設(shè)備的狀態(tài)與壽命等也具有了一定的規(guī)模，因此為了更好的支撐智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，就必須要做好深化工作，這樣才能實現(xiàn)長遠(yuǎn)的發(fā)展。第一，要以GPS等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)全景狀態(tài)信息以及智能監(jiān)測模型等方面的研究。第二，要加強(qiáng)對存儲、計算以及信息等方面的智能監(jiān)測裝置的研究。第三，要加強(qiáng)對信息集成技術(shù)與通信規(guī)約等方面的研究。第四，要加強(qiáng)對智能化管理技術(shù)與檢測評估技術(shù)上的研究。第五，要加強(qiáng)對電力專用傳感器的實際應(yīng)用等方面的研究。第六，要加強(qiáng)對監(jiān)測設(shè)備的可靠供電上的研究。第七，要先明確在實際管理應(yīng)用中所存在的電磁干擾上的問題，在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行研究。第八，要不斷開發(fā)信息可視化的展示平臺。第九，要深化好數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以及周期管理中的應(yīng)用。第十，要擴(kuò)大對“云”技術(shù)上的研究，來提高監(jiān)測與周期管理的應(yīng)用效果。

4、結(jié)束語

在電網(wǎng)建設(shè)過程中，輸變電設(shè)備有著極為重要的作用，因此就必須要做好輸變電設(shè)備的管理工作，提高輸變電生產(chǎn)運(yùn)行管理精益化的水平。通過將物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)進(jìn)行融合，不僅加深了其深度，還實現(xiàn)了廣泛的運(yùn)用，因此還要不斷實現(xiàn)有效的整合，實現(xiàn)節(jié)能減排，增強(qiáng)電網(wǎng)自動化與信息化，提高電網(wǎng)服務(wù)水平。

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