智能傳感技術(shù)在電網(wǎng)監(jiān)控中的應(yīng)用研究

崔夢(mèng)璐

（國網(wǎng)冀北電力有限公司廊坊供電公司，河北 廊坊 065000）

0 引 言

電網(wǎng)是我國的重要基礎(chǔ)建設(shè)之一，主要為城市地區(qū)的發(fā)展提供充足的電力。如若電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)問題，那么可能導(dǎo)致整個(gè)地區(qū)處于斷電狀態(tài)，嚴(yán)重影響各行各業(yè)工作的開展。因此，電網(wǎng)監(jiān)控顯得尤為重要。智能傳感技術(shù)在電網(wǎng)監(jiān)控中的應(yīng)用能夠有效優(yōu)化其各方面監(jiān)控性能[1]，提高電網(wǎng)監(jiān)控的質(zhì)量和效率，盡可能降低電網(wǎng)出現(xiàn)故障的可能性，達(dá)到促進(jìn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

1 智能傳感技術(shù)概述

智能傳感技術(shù)指能夠感知、處理和反饋外界信息的傳感器技術(shù)，能夠?qū)z測(cè)到的外界信息用數(shù)字化的形式存儲(chǔ)，并將信息處理成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的有意義信息，以便反饋外界的變化。智能傳感技術(shù)在電力行業(yè)中有著極其重要的應(yīng)用。基于智能傳感技術(shù)的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)有效監(jiān)測(cè)所有電力設(shè)備的運(yùn)行情況，不僅能夠保證設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和可靠性，而且能夠自動(dòng)分析電力設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，判斷其是否存在正常運(yùn)行狀態(tài)，從而為維修人員相關(guān)工作的開展提供重要的數(shù)據(jù)支持[2]。

2 智能傳感技術(shù)在電網(wǎng)監(jiān)控中應(yīng)用的作用

2.1 提高電網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的加速，電網(wǎng)監(jiān)控在電力行業(yè)中起到了愈加重要的作用。電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是保證電力正常供給的根本，若電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)故障隱患問題，將會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)地區(qū)的電力系統(tǒng)受到影響。通過在電網(wǎng)監(jiān)控中應(yīng)用智能傳感技術(shù)，能夠有效提升電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。安裝在電網(wǎng)設(shè)備上的智能傳感器，就像是在設(shè)備上安裝了微型“智能手環(huán)”，能夠24 h 不間斷對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)感知和診斷，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。電網(wǎng)各級(jí)設(shè)備均被智能傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，因此電網(wǎng)任何部位出現(xiàn)運(yùn)行故障隱患問題，都能夠被電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并發(fā)出對(duì)應(yīng)預(yù)警。特別是配置各級(jí)輸配網(wǎng)絡(luò)傳感時(shí)要有針對(duì)性。以某變電站為例，其主要監(jiān)控變量如表1 所示，通過具體的考察設(shè)計(jì)，最大限度地降低電網(wǎng)運(yùn)行故障造成的影響，進(jìn)一步提升電網(wǎng)的整體運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性[3]。

表1 電網(wǎng)某變電站監(jiān)控信息表

2.2 提升電網(wǎng)兼容性和靈活性

智能電網(wǎng)通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所有電力設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程操控。通過智能傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)設(shè)備和線路的運(yùn)行情況。電網(wǎng)中的很多設(shè)備和線路所處的工作環(huán)境都較為惡劣，任何外界因素都可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)運(yùn)行故障。電力設(shè)備和線路在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，可以基于智能傳感技術(shù)的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)故障進(jìn)行預(yù)警和緊急處理，如對(duì)存在故障的設(shè)備進(jìn)行切斷隔離處理，減少其對(duì)整個(gè)電網(wǎng)造成的危害。此外，它可以利用電網(wǎng)的兼容性特點(diǎn)兼容多種應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)服務(wù)功能的提升，為用戶提供更加安全穩(wěn)定的供電服務(wù)。

2.3 電能資源的優(yōu)化配置

智能傳感技術(shù)在電網(wǎng)監(jiān)控中應(yīng)用還能夠起到優(yōu)化電能資源的作用[4]。電網(wǎng)需要根據(jù)用戶的電力需求，為其提供充足的電力能源。電力能源傳輸過程中會(huì)造成能源損耗，同時(shí)若電力設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行出現(xiàn)問題，給電力企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。通過在電網(wǎng)監(jiān)控中應(yīng)用智能傳感技術(shù)，能夠有效提高電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的各方面性能。電力企業(yè)通過電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)能夠全面監(jiān)測(cè)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行情況。根據(jù)實(shí)際需求合理分配電力能源，不僅能夠提升電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，而且能夠優(yōu)化電能資源分配流程，推動(dòng)電網(wǎng)順利運(yùn)行。

3 基于智能傳感技術(shù)的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

基于智能傳感技術(shù)的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)在電網(wǎng)中能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電力設(shè)備，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1 所示。它主要由數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊、視頻監(jiān)控模塊、中心控制平臺(tái)和故障報(bào)警模塊等組成。

圖1 基于智能傳感技術(shù)的電力監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊

電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊是采集電網(wǎng)內(nèi)電力設(shè)備運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)的主要模塊。通過數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊中的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析所有電力設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。首先，監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器全面采集電力設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。其次，利用信息傳輸技術(shù)初步分析所收集的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給中心控制平臺(tái)。最后，中心控制平臺(tái)診斷所接收到的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，判斷電力設(shè)備和整個(gè)電網(wǎng)是否處于安全穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，以達(dá)到監(jiān)控電網(wǎng)的目的。

3.2 視頻監(jiān)控模塊

視頻監(jiān)控模塊是基于智能傳感技術(shù)的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，主要由監(jiān)控?cái)z像頭和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成。監(jiān)控?cái)z像頭安裝于電網(wǎng)設(shè)備、線路周邊，能夠監(jiān)控電力設(shè)備的運(yùn)行情況，并將監(jiān)控視頻傳輸?shù)街行目刂破脚_(tái)。工作人員根據(jù)觀察電力設(shè)備的運(yùn)行視頻，能夠起到定期巡查設(shè)備運(yùn)行情況的作用。通過視頻監(jiān)控模塊也能夠減少人為因素對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成的影響，所有的設(shè)備操控工作均能夠以遠(yuǎn)程操控的方式進(jìn)行代替，提高了電力設(shè)備的操控效率[5]。

3.3 中心控制平臺(tái)

中心控制平臺(tái)基于智能傳感技術(shù)搭建，是電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)功能作用發(fā)揮的根本所在[6]。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模塊收集的電網(wǎng)設(shè)備和線路運(yùn)行數(shù)據(jù)最終會(huì)傳輸?shù)街行目刂破脚_(tái)。中心控制平臺(tái)不僅能夠自動(dòng)分析電力設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，而且能夠全部展現(xiàn)視頻監(jiān)控模塊監(jiān)測(cè)到的設(shè)備運(yùn)行視頻，中心控制平臺(tái)的顯示界面如圖2 所示。工作人員通過中心控制平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行需求及時(shí)調(diào)整電力設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，能夠保證電網(wǎng)設(shè)備一直處于可控范圍之內(nèi)。即使電網(wǎng)設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障或者隱患問題，中心控制平臺(tái)也能夠及時(shí)預(yù)警顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，輔助維修人員快速解決電網(wǎng)故障問題，從而達(dá)到提升電網(wǎng)運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性的目的。

圖2 中心控制平臺(tái)顯示界面

3.4 故障報(bào)警模塊

基于智能傳感技術(shù)的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過傳感器采集到設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，并分析電力設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的變化情況，自動(dòng)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的故障情況進(jìn)行預(yù)警。電網(wǎng)內(nèi)電力設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)變化幅度較大時(shí)，意味著電力設(shè)備運(yùn)行存在故障及隱患問題，此時(shí)基于智能傳感技術(shù)的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)定位該電力設(shè)備，并分析其是否存在安全隱患[7]。設(shè)計(jì)系統(tǒng)會(huì)將相關(guān)信息反饋給工作人員，由工作人員根據(jù)電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)提供的預(yù)警信息第一時(shí)間到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，并快速解決電網(wǎng)故障問題，盡可能在最短時(shí)間內(nèi)將電網(wǎng)恢復(fù)至正常運(yùn)行狀態(tài)，盡可能降低電力設(shè)備故障對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行造成的影響。

4 結(jié) 論

智能傳感技術(shù)在電網(wǎng)監(jiān)控中具有極其重要的作用。基于智能傳感技術(shù)的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)狀態(tài)量的實(shí)時(shí)測(cè)量反饋與動(dòng)態(tài)調(diào)整，完成信息的智能感知和故障的智能自愈，為降本增效及高質(zhì)量供電等控制決策提供終端支持和信息支撐，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的深度感知，保障智能電網(wǎng)在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)和環(huán)境下的安全可靠高效運(yùn)行。