基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能變電站應用分析

張樂 秦夢瑤

摘要：智能電網(wǎng)的構(gòu)建需要以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為支撐。依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)的應用發(fā)展，在分析智能電網(wǎng)功能需求的基礎上，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)組成，并給出了一種智能變電站應用技術(shù)方案當前時期，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，智能電網(wǎng)的構(gòu)建需要以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為支撐，在很多行業(yè)中得到了應用。對于電力行業(yè)來說，當下的主要工作就是要通過有效措施來保證人民群眾的用電需求，實現(xiàn)電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，而可行的措施就是要強化智能電網(wǎng)的建設工作。

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

引言

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)高度發(fā)展的進程中形成的產(chǎn)物，其實質(zhì)上是一種“物與物之間相互聯(lián)系的互聯(lián)網(wǎng)”，其中的“物”指的是智能化的機器設備。這些機器可以接收與識別一些射頻信號，分析其代表的數(shù)據(jù)信息，并依照約定協(xié)議實現(xiàn)物品與互聯(lián)網(wǎng)的相互連接，從而實現(xiàn)智能化的控制與處理。當前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為全世界矚目的一項前沿技術(shù)，得到了各國的廣泛關(guān)注與積極探索，尤其是在我國創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的戰(zhàn)略背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各行業(yè)的滲透程度不斷加深。

1智能電網(wǎng)功能需求分析

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用到智能電網(wǎng)之中，可使得整個電力系統(tǒng)的信息化程度有大幅的提升，自動化水平也會得到進一步增強。智能電網(wǎng)是相對傳統(tǒng)電網(wǎng)的升級和跨越，目前還沒有一個明確的定義，但它代表了電力系統(tǒng)的未來發(fā)展方向，強調(diào)的是“堅強”和“智能”兩個基本內(nèi)涵。所謂“堅強”，即是網(wǎng)絡架構(gòu)可以對故障進行有效的防御，確保外力造成的損壞切實降低，抵擋自然災害的能力有大幅的增強。在現(xiàn)代通信技術(shù)的支持之下，通過大數(shù)據(jù)分析智能決策控制，使得電力流、信息流以及業(yè)務流等能夠真正整合為一體。由此來說，就是家庭、公共以及工廠等方面的電力網(wǎng)絡均要納入到智能電網(wǎng)之中，同時還要能夠?qū)﹄娫?、用戶的接入以及退出有效兼容?/p>

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能變電站應用前景分析

智能變電站是堅強智能電網(wǎng)的重要基礎和支撐，具有信息化、自動化、互動化的特征，由先進、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設備組合而成，以高速網(wǎng)絡通信平臺傳輸信息，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應用功能。目前，智能變電站的建設大多關(guān)注智能開關(guān)、數(shù)字保護監(jiān)控合一裝置、設備在線監(jiān)測以及后臺功能的高級應用等方面，對于變電站配置的輔助系統(tǒng)關(guān)注度還不是很高。目前變電站配置的圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)、火災報警、主變消防、給排水、采暖通風等輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，依然是各自獨立的、不具備智能對話功能的小型自動化裝置，需要更多的人工來關(guān)注、理解和處理這些設備的信息。伴隨著對智能變電站理解的不斷深入，新的智能化功能要求將不斷提出。從智能管理角度來看，搭建一個公用的監(jiān)測輔助控制平臺，集成所有的輔助系統(tǒng)功能，方便新的智能化功能擴充，有利于設備管理;規(guī)范各類輔助系統(tǒng)的信息傳輸方式及通信規(guī)約，有利于統(tǒng)一化管理;通過集成輔助系統(tǒng)的信息，有利于遠方人員對站內(nèi)狀況全盤掌控，提高監(jiān)管質(zhì)量。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了人類社會與物理系統(tǒng)的整合，實現(xiàn)了對設備的實時管理和控制。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過對外界的感知，構(gòu)建傳感網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡，對影響變電站運行的因素實施全方位智能監(jiān)測。在傳感網(wǎng)監(jiān)測平臺基礎上建立一套全站公用的智能監(jiān)測與輔助控制系統(tǒng)，集成目前圖像監(jiān)視、安全警衛(wèi)、火災報警、主變消防、采暖通風等輔助系統(tǒng)的系統(tǒng)功能，實現(xiàn)對站內(nèi)人員的巡檢、操作運行維護等正確行為的驗證，從而達到“智能監(jiān)測、智能判斷、智能管理、智能驗證”的要求，實現(xiàn)變電站智能運行管理。智能監(jiān)測是指對影響變電站運行的因素采用全方位、多手段的實時監(jiān)測，自動評估變電站運行狀態(tài)，減少人為工作量，是變電站實現(xiàn)自動化管理的前提。智能判斷是指在減少遠方人員參與的前提下，根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)評估變電站的運行狀態(tài)，自動判斷出各類異常情況，生成處理方案，形成判斷結(jié)果。智能管理是指執(zhí)行判斷結(jié)果，實現(xiàn)輔助系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)聯(lián)動，消除異常情況造成的影響，形成異常情況處理過程報告，及時將結(jié)果上報遠方集控中心，監(jiān)測輔助系統(tǒng)的運行狀態(tài)，執(zhí)行遠方集控中心的各項命令。智能驗證是驗證站內(nèi)人員的巡檢、操作運行維護等行為的正確性，與站內(nèi)人員行為實現(xiàn)互動，保證人員安全，避免事故發(fā)生。

3智能變電站中應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的方案設計

3.1主機系統(tǒng)

主機系統(tǒng)是智能變電站的中樞部分，其主要功能是接收來自于監(jiān)測傳感系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，并依照這些信息把握變電站的基本狀態(tài)，自動判斷出各類異常狀況并執(zhí)行相應的方案，保證各輔助系統(tǒng)之間的有機協(xié)調(diào)。

3.2傳感網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡

傳感網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡主要由傳感器節(jié)點與匯聚節(jié)點構(gòu)成，其中前者主要涵蓋溫濕度傳感節(jié)點、煙霧傳感節(jié)點、水浸傳感節(jié)點等設備，以實現(xiàn)對于不同狀態(tài)的有效監(jiān)控。而匯聚節(jié)點的作用則是將經(jīng)由上述各個傳感節(jié)點形成的數(shù)據(jù)傳送進入主機系統(tǒng)。綜合來看，傳感網(wǎng)檢測網(wǎng)絡主要采用無線傳感網(wǎng)絡與有線傳感網(wǎng)絡兩種形式。如果選擇利用電池對傳感網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡進行供電，那么傳感器的工作電流及電池容量大小對于其使用壽命具有決定性的作用，這其中傳感器的工作電流又因其組成材料、工作機理、特征頻率等的不同而存在差異，在應用中需要依照智能變電站的特點進行優(yōu)化選擇。

3.3圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)子系統(tǒng)

針對常規(guī)變電站安全監(jiān)視系統(tǒng)配置的不足，組建多類型探測器節(jié)點協(xié)同感知的網(wǎng)絡，實現(xiàn)全新的目標識別、多點融合和協(xié)同感知，具有以下特征：多種探測原理的前端探測手段協(xié)同綜合工作、智能識別;對變電站圍界進行全天時動態(tài)智能感知;探測分析、阻擋延緩、復核響應多手段融合，可依據(jù)具體情況按需按時布防和撤防。聯(lián)動控制實現(xiàn)分系統(tǒng)的功能一部分由系統(tǒng)集成平臺軟件實現(xiàn)（報警聯(lián)動、視頻觸發(fā)等），另一部分由硬件I/O量控制器實現(xiàn)（照明、音頻告警和物理布防撤防等）。通過基于圖像模式識別的信號處理技術(shù)，智能視頻處理系統(tǒng)可自動識別、跟蹤進入視場范圍內(nèi)的入侵目標。當入侵行為觸發(fā)報警時，系統(tǒng)立即和智能視頻分系統(tǒng)進行聯(lián)動，相關(guān)攝像機自動凝視侵入目標，該視頻圖像自動彈出在監(jiān)視器的最頂層，值班人員可迅速直觀地看到現(xiàn)場的實際情況;與此同時，變電站控制主機會發(fā)送音頻信號至現(xiàn)場的音頻設備，向現(xiàn)場進行聲音告警;值班人員亦可通過麥克風設備向現(xiàn)場通話告警，警告可疑人員。

結(jié)語

智能電網(wǎng)的發(fā)展，對于新時期保障我國的能源安全、優(yōu)化能源資源的有效配置具有重要作用。智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，亟待創(chuàng)新升級。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入，大幅度提高了智能變電站的信息化、自動化與智能化水平，對變電站的日常運轉(zhuǎn)提供了高效的輔助作用。電力部門要把握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能變電站的契合點，在實踐中持續(xù)摸索相關(guān)經(jīng)驗，以達到充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢、提高智能變電站經(jīng)濟與社會效益的理想目標。

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