物聯網技術在輸變電設備管理中的運用

包鐵華

摘要：隨著我國經濟的發(fā)展，物聯網也得到了快速的發(fā)展。在電網中，輸變電設備是極為重要的組成元件，因此輸變電設備自身的安全可靠性直接影響著電網是否能夠實現安全運行。本文首先對物聯網技術與輸變電設備狀態(tài)的監(jiān)測技術概念以及電力系統在實際的建設中使用物聯網的層次分析進行了概述，詳細探討了物聯網技術在輸變電設備管理中的應用，旨在促進智能電網的快速發(fā)展。

關鍵詞：物聯網技術;輸變電設備;管理應用

前言

現代智能電網的快速發(fā)展，更注重將業(yè)務流、信息流以及電力流等融于一體，信息采集質量、傳輸質量都極高，而這些優(yōu)勢實現的關鍵在于有物聯網技術應用其中。當前輸變電設備管理中，物聯網技術的運用已成為輸變電設備可靠運行的關鍵，可將通信基礎設施、電力系統等較多資源充分利用，對推動現代智能電網的建設發(fā)揮至關重要的作用。因此，本文對輸變電設備管理中物聯網技術的運用研究，具有十分重要的意義。

1 物聯網技術與輸電設備監(jiān)測的相關概述

1.1物聯網技術

一般來講，物聯網就是物物相連的互聯網。且在這一互聯網中，利用紅外感應器以及激光掃描器等設備，根據協議來講物品與互聯網聯系在一起，經過信息之間的交換以后，來實現智能化的定位與跟蹤的一種網絡。因此作為全新的信息技術，物聯網技術受到了人們的廣泛關注。

1.2 輸變電設備狀態(tài)的監(jiān)測技術

對于輸變電設備狀態(tài)的檢測來說，就是利用一些通信與傳感檢測技術等來對輸變電設備中的信息進行收集與分析，并實現存儲與轉發(fā)。因此在輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測中就包括了微氣象監(jiān)測、覆冰監(jiān)測以及桿塔傾斜監(jiān)測等眾多方面。且在變電設備狀態(tài)監(jiān)測中還包含了氣體絕緣組合電器狀態(tài)監(jiān)測以及電力電纜檢測等。而對于輸變電設備的狀態(tài)來講，可以細化為以正常、異常以及故障狀態(tài)三種[1]。

2 物聯網技術在輸變電設備管理中的要求

（1）開放性要求：電力全域物聯網的軟硬件平臺應具有開放性和適應性，物聯網平臺及應用功能模塊均應基于國際、國家、行業(yè)及企業(yè)標準開發(fā)，支持電力全域物聯網應用模塊的數據和功能交互，系統規(guī)模和功能可按需擴展。

（2）可靠性要求：電力全域物聯網建設時應考慮可靠性要求，通過關鍵硬件設備及軟件采用冗余配置、集群、虛擬化、容災備用等技術手段，消除單點故障，確保不因部分軟硬件故障而影響系統功能的正常運行。

（3）集約化要求：電力全域物聯網應按安全分區(qū)統一配置軟硬件設施，提高軟硬件資源綜合利用率。各類設備應根據應用特點選用適當的體系架構和系統配置。對性能及可靠性要求高的實時類設備應選用專用設備，對性能和可靠性要求相對較低的管理類應用可采用低配置設備。

（4）易維護性要求：電力全域物聯網應具備系統自檢、性能預警、事件告警、故障診斷等功能，可對系統軟硬件設備進行監(jiān)測，并具備統一的管控界面，可發(fā)現并排除系統隱患及故障。

（5）可管理性要求：電力全域物聯網應具備軟硬件設備集中管控能力，所采用的軟硬件設備應具有可管理性，可自動報告自身狀態(tài)或響應狀態(tài)查詢指令，可響應運行控制指令。

3 物聯網技術在輸變電設備中的具體管理運用

物聯網技術在監(jiān)測設備狀態(tài)中主要從輸電與變電兩種設備類型著手，其中在輸電設備狀態(tài)方面，物聯網集中應用中會將傳感器設置于輸電設備、線路以及桿塔中，在此基礎上通過采集裝置使設備或線路信息被實時采集，并利用網絡將收集后的數據向數據中心進行發(fā)送。以輸電線路的監(jiān)測為例，其在內容上包括振動、風偏、浮冰、導線溫度以及微氣象等監(jiān)測方面，通過各類傳感器的運用，可使監(jiān)測結果被準確獲取[2]。需注意的是物聯網架構重點感知層在發(fā)揮其監(jiān)測功能的同時，仍面臨較為明顯的供電問題，系統供電能力難以都得到保證，此時可考慮從供電工作模式優(yōu)化、低溫儲能能力提高、發(fā)電方式豐富等方面著手，使問題得以解決。另外，傳統監(jiān)測輸電設備中，所選用的通信方式主要以GPRS、CDMA等為主，其很容易出現信號強度弱、通信速率低等問題，所以在實際應用物聯網技術中應考慮進一步優(yōu)化線路狀態(tài)監(jiān)測方式，采用OPGW與無線寬帶相結合的方式，可獲取較好的效果。而對于變電設備監(jiān)測內容，物聯網技術應用下也需利用其不同的分層結構包括應用層、感知層以及網絡層進行設備的監(jiān)控。以其中感知層部分為例，其主要負責收集電容型設備、GIS設備以及變壓器等相關信息。如其中GIS設備，收集信息的過程實質是在線監(jiān)測氣體壓力、泄漏氣體以及局部放電的過程;再如變壓器，檢測中需收集的信息主要以局部放電、溶解氣體、繞組變形等內容;而監(jiān)測電容型設備中涉及的信息內容表現在濕度變化、環(huán)境溫度、諧波干擾以及頻率波動等方面[3]。從網絡層角度看，現行應用較為廣泛的主要以無線通信網絡為主，但需注意該種方式運用時需充分考慮到信息安全問題。另外，在應用層方面，要求監(jiān)測系統能夠與SCADA系統進行配合，這樣在分析信息數據中將會起到重要作用。事實上，無論對于輸電設備還是變電設備，物聯網技術運用下都強調以全生命周期管理作為指導，其能通過對設備狀態(tài)信息的監(jiān)測，使影響設備使用周期的因素以及設備發(fā)展規(guī)律被分析。

4 物聯網技術應用的注意事項與發(fā)展趨勢

輸變電設備管理中的物聯網技術，其在未來應用中需在許多方面內容進行進一步優(yōu)化，具體包括：①監(jiān)測模型的構建。模型構建中需不斷將傳感器技術、GPS以及RFID等技術手段融入;②監(jiān)測裝置需滿足智能化、一體化特征。整個裝置除具備聯網、計算與數據存儲等功能外，還應在協同能力、信息交互能力方面驚醒提高;③傳感器的應用。為滿足智能電網建設需求，且保證對輸變電設備進行可靠監(jiān)測，在傳感器應用方面可選擇光纖傳;④可視化平臺的開發(fā)[4]。在監(jiān)測設備狀態(tài)信息中應考慮使信息的顯示以三維立體形式為主，這樣便可觀察到設備的全景信息。綜合現行物聯網技術的應用現狀看，其在未來電網建設中除發(fā)揮基本監(jiān)測功能外，需在互動化、自動化以及信息化等水平上不斷提升，確保電網運行的整體質量得到提升。

結束語

綜上所述，在輸變電設備管理中應用物聯網技術有著極為重要的意義。因此，必須進一步提高和完善物聯網技術在輸變電設備管理中的應用，這樣才能促進智能電網的快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]方冉，沈麗娜.物聯網技術在輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測中的應用[J].智能城市，2020，6（10）：57-58.

[2]余鐘民，紀坤華.物聯網技術在輸變電設備管理中的應用研究[J].電力設備管理，2019（12）：31-32.

[3]遲佳.物聯網技術在智能電網輸變電設備中的運用[J].科技創(chuàng)新與應用，2019（20）：178-179+181.

[4]周星.淺議物聯網技術在輸變電設備管理中的應用[J].低碳世界，2016（28）：35-36.