全維度智能變電站設備狀態(tài)監(jiān)測關鍵技術

秦魏

摘 要：隨著互聯(lián)網在我國的廣泛應用和快速發(fā)展，我國電網系統(tǒng)也在不斷進行升級，不但使高勞動力、高人工成本、高風險系數向智能化、電子化方向發(fā)展，同時也在向節(jié)能化方向發(fā)展，實施綠色生態(tài)智能電子理念。但是，在電網改造進程中，變電站仍舊存在信息阻斷、共享不準確、無法實現智能化集成等問題。基于多維智能變電站設備狀態(tài)檢測，文章將深入研究物聯(lián)網技術對變電站設備狀態(tài)檢測的促進和借鑒作用。

關鍵詞：智能變電站;設備狀態(tài)監(jiān)測;關鍵技術

中圖分類號：TM714.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）10-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.025

近幾年，我國電子信息技術的發(fā)展速度非常迅猛，電網結構也在不斷發(fā)生變化，之前對于電網設備的集中控制，也在逐漸向電子智能方向發(fā)展。這種發(fā)展方向就是業(yè)界一直提倡的“智能電網”，其聚集了21世紀以來的信息發(fā)展技術，也是電網系統(tǒng)逐漸走向現代智能化的基礎。

智能電網使用的設備，囊括了能量的高效率轉換及保障通訊通順等很多層面。另外，變電站設備也逐漸發(fā)生了一系列的變化。變電站一直是電網的核心部分，在改變的同時，也運用了綠色發(fā)展方式確保智能變電站可以更高效平穩(wěn)的運行。技術人員通過跨境追蹤及WSN，對變電站設備的運行數據進行收集，并運用大數據設備分析收集到的數據。基于此，文章詳細討論了智能變電站設備的檢測問題。

1 智能變電站監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)結構

1.1 智能變電站系統(tǒng)站群的構成

智能變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)，由省級主站、地區(qū)級主站及站端系統(tǒng)等三方面組成。根據組成的進程和籌劃，一般來說從地區(qū)級開始建立，然后再選擇相關機構和省級方面的平臺。通俗來講，省級和地區(qū)級都可以叫做主站系統(tǒng)，主站又可以按照規(guī)定等級進行細分，在設立變電站智能輔助系統(tǒng)時，可以依據主站的具體情況進行多級聯(lián)動。細分的主站，主要負責站端層的接入，借用以太網將數據傳輸到站外的其他位置。除此之外，也可以運用以太網與站外其他位置的數據進行交換，從而使得平臺的數據量更大。由于區(qū)域的差異化，也要考慮到各個站群的數據安全問題，保障網絡管理的安全。

1.2 系統(tǒng)結構

智能變電站監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)結構，主要包含源數據采集層、數據持久層、業(yè)務邏輯層三個層面：

第一，源數據采集層。為各種各樣的物理介質設備提供一致接口，是源數據采集層的主要內容。其使表層用戶可以更加通透地對各種設備進行探訪，過濾掉底層紛亂龐大的物理特征，給整個系統(tǒng)中設備的管理分配及搜尋提供了一致的標準和規(guī)則。

第二，數據持久層。數據持久層主要針對平臺系統(tǒng)中的各種數據進行聚合整理，同時對業(yè)務及視頻數據進行保存管理，為表層用戶提供效率更高、操作更方便的數據訪問接口。

第三，業(yè)務邏輯層。業(yè)務邏輯層主要為平臺中的整體業(yè)務提供服務功能模塊。這些模塊囊括了告警的服務聯(lián)動及視頻監(jiān)控瀏覽等多個方面，核心的處理部分也是由業(yè)務邏輯層的這些服務功能模塊構成，這大大拓展了表層用戶可以使用的全方位服務接口。

1.3 網絡拓撲結構

為了各大變電站能夠集中進行安全監(jiān)控，并削減部署系統(tǒng)所需要的成本資金，系統(tǒng)平臺可以通過局域網的集中監(jiān)控模式進行安全監(jiān)控。監(jiān)測系統(tǒng)包含監(jiān)測站、傳輸網絡和監(jiān)測中心，可以對監(jiān)測到的各種站內信息數據進行上傳。各工作人員可依據各自的權限對站內輔助系統(tǒng)進行遠程訪問、操控和管控處理，以便更好地達成統(tǒng)一管理模式[1]。

2 全維度智能變電站通信設計及原則

通信網絡主要用于維持各個網格單元傳感器及傳動器之間的數據通信。智能電網通信體系結構，主要包含物理鏈路體系結構、邏輯鏈路示范例子、接入口網絡的選擇等體系結構。

微型傳感器節(jié)點的可靠性和性能不斷提高，可以捕捉智能變電站系統(tǒng)中的噪音及溫度變化等物理數據信息，同時將捕捉到的周圍環(huán)境物理特性反饋到定量測量中。相比傳統(tǒng)的傳感器而言，無線傳感器網絡協(xié)同工作，主要具有容錯能力強、精度高、覆蓋范圍廣、局部特征提取能力強等優(yōu)點。在這方面，無線傳感器網絡為我國電力系統(tǒng)，特別是大中型城市地區(qū)自動化的使用普及，提供了一種低投入、低功率的無線通信方式。

3 全維度智能變電站設備狀態(tài)監(jiān)測體系

變電站設備狀態(tài)檢測以智能數據采集系統(tǒng)為重點。為了確保智能變電站系統(tǒng)結構可以穩(wěn)定運行，設計人員必須確保信息收集及對信息的分析可以正常進行傳輸，并確保通信網絡的安全。

首先，要對傳輸網的技術進行分析。傳輸網絡是確保智能變電站系統(tǒng)順利運轉的關鍵所在，我國傳輸網絡技術的發(fā)展和我國的通信技術密切相關。對此，文章以為，只有建立統(tǒng)一的通信協(xié)議，才能確保傳輸網絡暢通。通過建立這種通信協(xié)議，可以為數據的傳輸格式和規(guī)則提供通信方式。我國網絡信息技術的飛速發(fā)展，也讓這項技術的發(fā)展進度有了巨大突破，使得本體系的運行速度更加快速方便。

其次，對通信網絡技術進行了分析。在智能變電站狀態(tài)檢測系統(tǒng)中，通信網絡是確保傳感器順暢通信的主要技術。傳感器可以感應到變電站設備中的各類數據信息，并且可以對這些數據信息進行采集，比如設備中的溫度以及振動等數據。通信網絡技術是傳輸數據的重要途徑，若是沒有這項技術，也就無法實現對數據的運輸以及檢測。但是在一些人流量大的城市中，無法做到每個變電站都具備通信網絡技術。相比之前的通信網絡，無線傳輸覆蓋范圍更廣，對于土地的占用面積更小，同時也更加智能，是使變電站監(jiān)測設備更加智能化、電子化的重要技術。其不但滿足了大型城市的需求，也反映出無線通信網絡技術的快速發(fā)展趨勢。因此，文章對此進行了著重分析。

最后，在對全智能變電站設備狀態(tài)檢測系統(tǒng)的傳輸網絡技術和通信網絡技術進行分析的基礎上，還需要對體系中的網絡設計原則進行分析和探討。為了確保智能變電站狀態(tài)檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運行，必須對系統(tǒng)內部的可靠性進行加強，如拓撲結構、服務質量等。而拓撲結構、服務質量也和網絡供應商有著密不可分的關聯(lián)。而每個運營商的網絡方式也各不相同，這極易形成體系內部可靠性不穩(wěn)定的問題。

在智能電網系統(tǒng)發(fā)展的初步階段，技術人員依據程序端點的具體位置對拓撲的主要結構進行了選擇，主要選擇的結構就是樹結構。變電站路由器設立在集中位置中最易進行識別的地方，四處較小的變電站聚集在一個大型變電站中，通過儀表技術，聚集變電站的計量，最終直接接入到核心網絡中。早期電網的拓撲結構，主要以圖形形式表示，這種結構便是迭代設計的拓撲網絡結構。在這種結構下，運行時對網絡的需求非常大，同時運行的消耗量也很大，并不適用現代電網的發(fā)展方向。對此，可以從空間上找到更好的方法，通過將原來的并行過程改為空間和三維，從而增加控制面和控制強度，提高運行的穩(wěn)定性和可靠性[2]。

4 智能變電站的系統(tǒng)實施

4.1 設備監(jiān)控系統(tǒng)

設備監(jiān)控系統(tǒng)是對智能變電站運行設備進行監(jiān)控的重要控制系統(tǒng)，由變電站的多個子系統(tǒng)組成，其中包括環(huán)境監(jiān)測、照明及排澇等多項子系統(tǒng)。其主要對智能變電站設備起到保護作用，并且也可以提前預防設備中可能出現的故障，確保工作人員可以第一時間了解設備的隱患問題，提前規(guī)劃解決方案。

在環(huán)境監(jiān)測方面，環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)在原有的掛在變電所內壁的普通溫濕度檢測儀的基礎上，針對電壓增加了多個保控室，并在兩個蓄電池室安裝了針對溫濕度的感應器，實時采集變電站溫濕度，提高溫濕度監(jiān)測水平。當溫濕度超標時，系統(tǒng)會第一時間進行報警，防止設備因工作溫度過高而損壞。

另外，在燈光控制子系統(tǒng)中增加了燈光控制器，從而達到控制平臺的目的，并針對平臺安全問題增加了攝像機跟蹤器等功能。一旦平臺發(fā)生事故，攝像機便會對事故地點進行旋轉對焦并啟動每個平臺的關聯(lián)機制，開啟對應的照明探視燈。若是在夜間需要對場所進行視頻巡檢，應依據攝像頭的巡檢路段控制燈光的開關[3]。

4.2 安全防范系統(tǒng)

安全系統(tǒng)囊括了視頻監(jiān)控消防及防盜等多個子系統(tǒng)，通過這些系統(tǒng)保障智能變電站的平穩(wěn)運行。在最基本的安全系統(tǒng)上增添各個方面的子系統(tǒng)，可以第一時間了解變電站的運行狀態(tài)，減少存在的隱患、缺陷，確保工作人員可以高效、方便地完成安全管理工作。除此之外，防盜子系統(tǒng)在主控室增添了紅外傳感器，同時建立了紅外雙重識別、移動檢測等變電所綜合監(jiān)控和配套措施，以保障主控室可以平穩(wěn)安全地運行[4]。

5 結語

隨著我國網絡信息技術的進步，我國的電網系統(tǒng)也在不斷進行改良。變電站是整個電網系統(tǒng)改良的重點，在改良過程中要切實依據變電站的具體情況實施對應措施。從智能變電站監(jiān)測體系及系統(tǒng)實施等方面入手，對檢測體系及實施方案不斷進行改進，只有這樣才能確保檢測系統(tǒng)的順利運行。

參考文獻

[1] 張浩.全維度智能變電站設備狀態(tài)檢測關鍵技術研究[J].建材與裝飾，2020，4（16）：216，218.

[2] 徐正亞，何光層，師超，等.物聯(lián)網技術架構下的智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].科技風，2020，4（10）：108-109.

[3] 王帥，姜敏，李江林，等.全維度智能變電站設備狀態(tài)監(jiān)測關鍵技術研究[J].電測與儀表，2020，57（7）：82-86.

[4] 陳振曉.基于物聯(lián)網技術的變電站設備跟蹤研究[D].廣州：華南理工大學，2018.