基于物聯網的智能變電站在線監測方案分析

潘高偉　諶雪松

摘要：電力系統的正常運行可直接影響到各領域生產建設期間的用電情況，促進當地市場經濟的穩定增長。為從根本上降低智能變電站實際運行期間的故障風險，相關管理部門應積極融合物聯網技術，制定出更加專業科學的物聯網在線監測方案。基于此，本文以智能變電站在線監測原理為切入點，通過分析物聯網在智能變電站監測過程中的可行性，對物聯網下智能變電站在線監測方案的設計進行相關研討，以期為相關工作人員提供幫助。

關鍵詞：物聯網;智能變電站;在線監測方案

前言：智能變電站是電力行業現代化發展的必然產物，對保障電力資源穩定高效供應具有重要意義。與普通變電站相比，智能變電站對高壓設備故障檢測及相關診斷技術提出了更高要求。為確保智能變電站內部設備運行效率，相關工作人員應積極引進先進的物聯網技術，構建起更加專業的物聯網智能變電站在線監控體系，促進智能變電站運維監測工作高效開展。

1、智能變電站在線監測系統的重要性

隨著社會經濟的快速發展，智能電網建設規模不斷增長，智能變電站設備數量增多，結構日漸復雜[1]。為切實提升設備監測水平，確保所應用的故障診斷技術能夠切實提升設備監測期間的全面性及精準性，需做好物聯網下智能變電站在線監測系統的構建工作，通過收集及分析智能變電站運行期間的參數數據，降低設備運行期間的故障風險，更好實現智能變電站設備穩定高效的運行目標。

2、物聯網智能變電站在線監測系統的架構及關鍵技術

2.1智能變電站在線監測系統的組成

物聯網技術下，智能變電站在線監測系統主要由高壓開關在線監測系統、變壓器在線監測系統組成，各系統內部包含數據采集、數據處理、數據管理及網絡傳輸等單元。

2.2智能變電站在線監測系統的關鍵技術

在設計及構建智能變電站在線監測系統期間，主要涉及以下幾點關鍵技術：第一，抗干擾技術。在智能變電站運行環境復雜，設備在實際運行期間極易受到環境因素影響，需相關工作人員在設計智能變電站在線監測系統的過程中，注重設備抗干擾性的提升，確保設備在受到高頻噪聲、強電磁輻射，和諧波干擾等影響下，也能保持設備也能夠維持正常穩定運行;

第二，接地技術。通常情況下，大地電流及寄生電感會導致地位及器件引腳之間產生一定的電位差，從而出現共輻射干擾現象，對設備正常運行造成不利影響[2]。因此在構建智能變電站在線監測系統的過程中，還需對接地技術進行不斷完善及優化，通過選擇最佳接地方式，降低共輻射干擾影響。

第三，網絡傳輸技術。無線傳感網絡在實際運行期間，各節點也會產生不同程度的干擾。如變電站復雜電磁環境會直接影響到網絡傳輸情況，導致監測信號極易出現傳輸不穩定等情況。因此為確保智能變電站在線監系統實際運行期間的穩定性及有序性，應選擇具有功率等級可控功能的產品，在保證一定通信質量的情況下，降低及控制信號的發生功率，確保節點功耗不會影響到智能變電正常運狀態。

3、物聯網智能變電站在線監測系統的功能

將在線監測系統應用在智能變電站實際運維管理過程中，需確保在線監測系統能夠更好滿足數字化、信息傳輸標準化、通信平臺網絡化等功能，滿足智能變電站設備監測期間的信息采集、監測及共享要求[3]。同時，充分發揮出數據采集、傳感器節點智能化等優勢，確保智能變電站設備的正常運行。同時，所建立起的智能變電站在線監測系統，也應能夠對設備進行全面的狀態評估、故障診斷及自動化運維，從根本上降低設備實際運行風險，提升智能變電站電力供應的穩定性。

在物聯網智能變電站在線監測系統中，數據采集單元主要由變電站高壓開關及變壓設備組成。其中，高壓開關主要分為氣體傳感裝置、局部放電傳感裝置、電流傳感裝置、液壓傳感裝置等。在數據采集單元實際運行的過程中，可對智能變電站設備的高壓開關及變壓裝置進行更加全面精準的故障檢測、信息采集，將此些信息在傳輸到數據處理單元中，進行綜合分析及評估，

物聯網智能變電站在線監測系統中的數據處理單元主要由監測高壓開關、變壓器參數控制裝置、高壓開關監測裝置等組成。通過數據處理單元，能夠更好的將傳感器傳輸的信號進行定向存儲，滿足相關工作人員對數據的快速查詢及分析功能。同時，將數據處理單元與報警限、連鎖控制闕值等參數緊密聯系在一起，再將數據與此些標準進行比對分析后，由報警系統對設備運行異常等情況進行預警。

智能變電站在線監測系統中的數據管理單元主要結構為便于檢測裝置、控制主機、管理計算機等部分組成[4]。在數據管理單元實際運行過程中，將所接收到的數據進行綜合分析，對信號異常情況進行預警，利用單元內部光纖、局域網等裝置，將信號傳輸到管理計算機內容。由變壓監測裝置接收變壓設備監測信號，同時也將此些信號內容傳輸到管理計算機內部。

報警控制單元是智能變電站在線監測系統的重要組成部分，對系統監測效果具有直接影響。現階段報警控制單元主要由及報警信息傳感裝置、警鈴、報警器等結構組成。在報警控制單元實際運行的過程中，可通過不同設備故障情況，對開關、繼電器等裝置進行有效的閉環控制。

為將物聯網技術更好應用在智能變電站在線監測系統中，相關工作人員應將網絡傳輸單元借助有線或無線傳感的方式，將監控數據及報警數據傳輸到網絡系統中，實現智能變電站設備運行狀態的遠程控制，從根本上提升智能變電站在線監測系統的實效性及精準性。

4、物聯網智能變電站在線監測系統的前景分析

為從根本上提升智能變電站實際運行期間的穩定性及有序性，實現變電站設備自動運維目標， 需對現有物聯網下智能變電站在線監測系統的結構及功能進行不斷完善及優化[5]。將無線傳感網絡高效應用在智能變電站在線監測系統的設計及建設過程中，充分發揮出無線傳感器網絡工序簡單、擴展性強等特征，切實提升智能變電站在線監測系統建設期間的經濟效益。

但就目前來看，無線傳感器網絡在我國智能變電站在線監測系統建設期間的應用時間較短，實踐積累經驗不足，在應對比變電站設備復雜運行環境的過程中，已然無法充分發揮出應有的積極作用，需相關工作人員從以下幾方面入手：第一，注重智能變電站設備在線監測需求的分析，對監測設備的各項功能進行不斷強化;第二，因變電站設備運行環境復雜，需將關注重點在提升設備抗干擾能力上;第三，做好智能變電站在線監測系統設計及構建過程中的管理工作，確保所建立的在線監測系統更加滿足國家技術標準;第四，對在線監測系統的實用性及可靠性進行綜合評估，充分發揮出在線監測系統的實用價值。

總結：總而言之，物聯網智能變電站在線監測系統的設計可切實拓寬智能變電站監測覆蓋面，及時預警與解決智能變電站實際運行期間可能存在的安全隱患，確保智能變電站能夠在實際運行的過程中更好控制維修成本，盡早實現經濟效益及安全效益最大化目標，為促進智能變電站穩定有序發展進程奠定堅實基礎。

參考文獻：

[1]俞立春. 智能電網中無線可充電傳感器網絡充電規劃研究[D].上海電機學院，2019.

[2]劉權威，周亞雷. 基于物聯網技術的智能變電站在線監測系統研究[J]. 山東工業技術，2018（06）：141.

[3]朱志偉. 基于大數據的35kV變配電站智能監控整體解決方案的實現[J]. 電氣技術，2018，19（07）：63-67.

[4]祝琳，杜興偉，韓偉，姚孟，劉磊. 智能變電站可視化運維與智能診斷系統研究與應用[J]. 科技經濟導刊，2018，26（22）：22-23.

[5]何楊. 基于物聯網的智能變電站在線監測系統研究[J]. 中國新技術新產品，2018（18）：42-43.