智能變電站中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

陳晨

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。在進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)予以充分應(yīng)用，這樣可使得電網(wǎng)的智能化程度有大幅的提升。當(dāng)然，在構(gòu)建智能電網(wǎng)之時(shí)，所涉及到的技術(shù)種類(lèi)是較多的，比方說(shuō)感知技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、電力技術(shù)等，而要保證相關(guān)的技術(shù)能夠切實(shí)發(fā)揮作用，則要對(duì)其予以整合，形成協(xié)調(diào)性較高的技術(shù)體系。此外，還要切實(shí)做好通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作，確保管理進(jìn)一步細(xì)化，數(shù)據(jù)采集也要保證十分的準(zhǔn)確。然而，目前智能電網(wǎng)建設(shè)尚在起步階段，如何從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的角度審視智能電網(wǎng)的功能需求搭建智能電網(wǎng)的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，尚待進(jìn)一步深入研究探討，尤其智能配電站這個(gè)環(huán)節(jié)至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：智能變電站;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);應(yīng)用

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)研究技術(shù)的逐漸加深，我國(guó)對(duì)可再生能源的分配與利用逐漸重視。世界對(duì)智能電網(wǎng)投入巨大的資金進(jìn)行研究，這是因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的發(fā)展迫在眉睫，利用先進(jìn)的通訊，信息和控制技術(shù)打造出自動(dòng)化，數(shù)字化和互動(dòng)化的智能電網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)能夠通過(guò)傳感器進(jìn)行傳統(tǒng)非聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)行數(shù)字化，自動(dòng)化控制和監(jiān)控。智能變電站要求站內(nèi)全部信息化，數(shù)字化和智能化，可根據(jù)自我數(shù)據(jù)能力完成更高級(jí)的控制功能。而物聯(lián)網(wǎng)是是建立在物與物，人與物之間的網(wǎng)絡(luò)，它通過(guò)一定的功能實(shí)現(xiàn)智能化，完成物與物，人物人之間的信息傳播。物聯(lián)網(wǎng)作為智能變電站的信息傳播的連接，是智能變電站發(fā)展的重要輔助。當(dāng)然，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)智能變電站內(nèi)高壓設(shè)備的在線檢測(cè)和監(jiān)控有了更高的技術(shù)要求。對(duì)于智能化，自動(dòng)化，數(shù)據(jù)化人們又做出了更多的努力。

1智能電網(wǎng)功能需求分析

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)之中，可使得整個(gè)電力系統(tǒng)的信息化程度有大幅的提升，自動(dòng)化水平也會(huì)得到進(jìn)一步增強(qiáng)。智能電網(wǎng)是相對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的升級(jí)和跨越，目前還沒(méi)有一個(gè)明確的定義，但它代表了電力系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展方向，強(qiáng)調(diào)的是“堅(jiān)強(qiáng)”和“智能”兩個(gè)基本內(nèi)涵。所謂“堅(jiān)強(qiáng)”，即是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以對(duì)故障進(jìn)行有效的防御，確保外力造成的損壞切實(shí)降低，抵擋自然災(zāi)害的能力有大幅的增強(qiáng)。在現(xiàn)代通信技術(shù)的支持之下，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析智能決策控制，使得電力流、信息流以及業(yè)務(wù)流等能夠真正整合為一體。由此來(lái)說(shuō)，就是家庭、公共以及工廠等方面的電力網(wǎng)絡(luò)均要納入到智能電網(wǎng)之中，同時(shí)還要能夠?qū)﹄娫?、用戶的接入以及退出有效兼容。傳統(tǒng)的變電站周界安防系統(tǒng)存在紅外圍欄誤報(bào)率高、電子圍欄無(wú)法提前對(duì)入侵進(jìn)行預(yù)警且定位精度差、視頻監(jiān)控信息密度過(guò)低等問(wèn)題。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、紅外和超聲波等技術(shù)的發(fā)展為變電站的周界防范提供了新的思路。通過(guò)物理和通信進(jìn)行防范，利用激光圍欄檢測(cè)及定位入侵位置進(jìn)行阻攔，采用 ZigBee 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸報(bào)警和控制信息，利用通用分組無(wú)線服務(wù)（generalpacket radio service，GPRS）網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，組建智能變電站周界的立體安防系統(tǒng)，如圖所示。

2智能電網(wǎng)作為能源輸送和配置的重要平臺(tái)主要應(yīng)在以下幾個(gè)方面凸顯智能化

（1）電力系統(tǒng)一定要展現(xiàn)出堅(jiān)強(qiáng)可靠的特性。①對(duì)特高壓交以及直流輸電網(wǎng)絡(luò)能夠起到很好的支撐作用，能夠使得現(xiàn)有資源的配置更為科學(xué)，裝機(jī)容量能夠得到節(jié)約。②為清潔能源的應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，充分應(yīng)用大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)來(lái)確保清潔能源的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)效性得到提升。③確保電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化調(diào)度，切實(shí)做好在線智能分析以及智能預(yù)警等工作，使得交直流混合電網(wǎng)能夠真正達(dá)到自動(dòng)控制的目標(biāo)。④保證電力配送的質(zhì)量，能夠使得分布式能源系統(tǒng)所具有的接入能力得到切實(shí)提升。（2）為廣大客戶提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，確保電網(wǎng)和用戶的互動(dòng)渠道更為通暢。①將雙向供電技術(shù)予以充分利用，使得電網(wǎng)、電源以及用戶之間能夠?qū)崿F(xiàn)互動(dòng)營(yíng)銷(xiāo);②提升職能管理的實(shí)效性，提高電能的質(zhì)量，確保電量消費(fèi)能夠切實(shí)做到節(jié)約;③要進(jìn)一步做好基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)工作，使得智能建筑、智能交通等方面的電力需要得到切實(shí)滿足。（3）從信息處理的角度來(lái)說(shuō)，要確保電網(wǎng)管理能夠更為精細(xì)，信息化程度有大幅的提升，并能夠適時(shí)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷。電網(wǎng)每個(gè)環(huán)節(jié)的通信網(wǎng)均要納入到智能電網(wǎng)之中，而且信息通信對(duì)于智能電網(wǎng)來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵所在，所以說(shuō)，必須要將大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、信息融合、可視等方面的技術(shù)予以充分應(yīng)用，并構(gòu)建起完善的智能決策系統(tǒng)，從而能夠?qū)ο嚓P(guān)的信息資源展開(kāi)行之有效的管理、分析等，使得電網(wǎng)管理能夠真正實(shí)現(xiàn)一體化目標(biāo)。（4）從網(wǎng)絡(luò)安全的角度來(lái)說(shuō)，要切實(shí)構(gòu)建起與信息安全相關(guān)的管理體制，以此來(lái)保證智能電網(wǎng)的整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)能夠一直保持穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其是要確保相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不會(huì)受到任何因素的影響，數(shù)據(jù)安全不能出現(xiàn)任何問(wèn)題。在進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)之時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到充分應(yīng)用，可使得電力系統(tǒng)中的現(xiàn)有資源得到有機(jī)整合，電力流、信息流和業(yè)務(wù)流也能夠切實(shí)統(tǒng)合起來(lái)，這樣一來(lái)，廣大用戶在電力方面的實(shí)際需要就能夠得到切實(shí)的滿足。

3變電站智能輔助控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

變電站中使用物聯(lián)網(wǎng)可以進(jìn)行定期的檢測(cè)，對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的設(shè)備及時(shí)做出警報(bào)和及時(shí)維修，這樣就減少了在排查時(shí)所浪費(fèi)時(shí)間對(duì)設(shè)備的傷害。變電站的維修可以增長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命和提高設(shè)備的使用效率，也減少因?yàn)樵O(shè)備維修而對(duì)生活帶來(lái)的不必要麻煩。（1）我們國(guó)家的智能變電站建設(shè)工作開(kāi)始時(shí)間并不長(zhǎng)，首批建設(shè)工程是在2009年立項(xiàng)，截至現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)的智能變電站建設(shè)、改造工作已經(jīng)取得了初步成果。在2011年，國(guó)內(nèi)的智能變電站依照國(guó)家電網(wǎng)公司的要求，開(kāi)始配置智能輔助控制系統(tǒng)，這樣可使得智能聯(lián)動(dòng)控制的實(shí)效性能夠有一定程度的提升。所以說(shuō)，現(xiàn)階段在進(jìn)行智能變電站的建設(shè)、改造工作之時(shí)，必須要切實(shí)做好輔助控制系統(tǒng)的研發(fā)工作。對(duì)我們國(guó)家的一些變電站已經(jīng)配置的圖像監(jiān)視、火災(zāi)報(bào)警以及采暖通風(fēng)等方面的輔助系統(tǒng)進(jìn)行分析可知，這些系統(tǒng)一般采用的是獨(dú)立設(shè)置的方式，其智能化程度是相對(duì)較低的。從日常巡視的角度來(lái)看，在對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行巡視之時(shí)，人工巡視是主要的方式，而復(fù)雜此項(xiàng)工作的人員在個(gè)人素質(zhì)方面是有待提升的，這樣就會(huì)導(dǎo)致巡視的質(zhì)量難以達(dá)到理想程度。利用人工方式來(lái)進(jìn)行巡視，必須要先對(duì)巡視所得的數(shù)據(jù)展開(kāi)深入的分析，這樣才能找到處理問(wèn)題的具體方法，然而巡視人員此方面的能力是較為欠缺的。從現(xiàn)場(chǎng)檢修的角度來(lái)說(shuō)，在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行維護(hù)之時(shí)，還是要通過(guò)人工的方式來(lái)進(jìn)行停、供電操作，而且設(shè)備存在著一定的相似性，這樣就會(huì)使得誤操作的概率增加很多，而且難以對(duì)此種問(wèn)題展開(kāi)有效的防范。（2）從現(xiàn)階段新建的智能變電站來(lái)看，不少的變電站已經(jīng)完成了智能輔助系統(tǒng)的配置工作。這個(gè)系統(tǒng)就是要將物聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)代通信等技術(shù)予以高效應(yīng)用，從而能夠?qū)ψ冸娬菊归_(kāi)智能監(jiān)測(cè)、輔助控制，這樣就可使得變電站在人力方面的需要切實(shí)降低。當(dāng)然，現(xiàn)階段的變電站智能輔助控制系統(tǒng)尚處于試點(diǎn)時(shí)期，因而在細(xì)節(jié)方面并未構(gòu)建起統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此必須要做好總結(jié)分析的相關(guān)工作，以期能夠積累更為豐富的經(jīng)驗(yàn)，確保系統(tǒng)的整體水平能夠有大幅提升。

4基于物聯(lián)網(wǎng)的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到智能變電站的遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)傳感網(wǎng)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行創(chuàng)設(shè)，依托于傳感網(wǎng)檢測(cè)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)交互動(dòng)態(tài)系統(tǒng)以及智能集控管理進(jìn)行構(gòu)建，使變電站具備設(shè)備避雷報(bào)警器絕緣、圖像監(jiān)視、SF 6 泄漏監(jiān)視、設(shè)備運(yùn)行溫度監(jiān)視、排水等智能監(jiān)控功能。所以，系統(tǒng)主要由傳感監(jiān)控、智能集控管理、數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)交互等幾部分構(gòu)成。

結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)對(duì)現(xiàn)代智能變電站發(fā)展至關(guān)重要。有效的將物聯(lián)網(wǎng)和智能變電站聯(lián)系在一起，對(duì)電網(wǎng)實(shí)行信息化，自動(dòng)化，數(shù)字化指日可待。他們的進(jìn)一步發(fā)展將對(duì)對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益帶來(lái)巨大貢獻(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)幫助人們生活，有超高的利用價(jià)值，但不能運(yùn)用到壞的領(lǐng)域。在這個(gè)信息發(fā)達(dá)的時(shí)代，任何信息都可以瞬間傳播到任何人耳中，有用的技能一定要運(yùn)用到正確的領(lǐng)域內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

[1]周米，孟祥萍，張本法等.智能電網(wǎng)通信與信息管理系統(tǒng)核心問(wèn)題研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2015（04）.

[2]劉化君.物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015.

[3]陳淘，劉利兵.大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016.

[4]宋偉楊睿，高崧.電力物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2016.

[5]楊歷偉，楊歷華.萬(wàn)物互聯(lián)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[D].科技視界，2017.

[6]王天煒.試論風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站智能技術(shù)方案與應(yīng)用[J].通訊世界，2017.