运用物联网技术破解配电网运维难题

文 Article / 图 Pictures_牛迎水

物联网是“物与物相连的互联网”，是通过各类传感器、射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，采集声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等信息，按约定的协议，把物品通过互联网实现互相连接，进行信息交换和通信，实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。自1999年美国麻省理工学院提出“万物皆可通过网络互联”以来，物联网技术得到快速发展与应用，是继计算机、互联网之后的又一次数字技术革命。

物联网正广泛应用于各行各业

发达国家把物联网作为国家战略，起步早、实力强。美国的“智慧地球”“智能微尘”（具有电脑功能的一种超微型传感器，可探测周围诸多环境参数，收集大量数据进行计算处理后，利用双向无线通信装置将这些信息在相距一千英尺的微尘器件间往来传送）“全球网络研究环境”等项目提升美国的创新能力；欧洲“物联网行动计划”，在药品中使用序列码，使药品到达病人手中之前就得到认证，减少制假、欺诈现象的发生和药品分发中出现错误；日韩的“U社会”（即“泛在社会”，指能够实现任何人与人，任何人与任何物，在任何时候和任何地点的通信与联系）战略等计划相继实施。

我国正在积极应用物联网技术。工业领域，物联网应用于钢铁、石化、汽车制造、采矿等企业的供应链管理、生产工艺优化、设备监控管理及能耗控制等环节。农业领域，在农作物灌溉、生产环境监测、农产品流通和追溯方面已有试点应用。金融领域，在“金卡工程”、二代身份证等政府项目推动下，我国已成为继美国、英国之后的全球第三大射频识别应用市场，正在起步的电子不停车收费（ETC）、电子身份标识号码（ID）以及移动支付等新型应用将带动金融服务领域的物联网应用朝着纵深方向发展。交通领域，铁路系统应用物联网技术较早，城市交通、公路交通、水运领域的视频监控应用最为广泛。物流领域，射频识别、全球定位、无线传感等物联网关键技术在物流各个环节都有所应用。

电力行业也在积极试点应用物联网技术。目前，物联网中的射频识别、无线传感器网络、全球定位等技术在电力生产管理各环节都有所应用。发电环节，主要应用于环境、设备状态、水情等监测；输电环节，主要应用于线路状态与环境监测、雷电定位、智能巡检等；变电环节，主要应用于变电环境与设备状态监测、变电站安防等；在用电环节，主要应用于用电信息采集、智能家居、智能楼宇等。

配电网运维迫切需要物联网技术

配电网遍布于人类生活的各个角落，掌握其运行状态是配电网运维管理的核心。当今，配电网运维还是依靠原始的人工巡视与检测，成本高、效率低、效果差，远远不能满足现代人的用电服务需求，迫切需要应用物联网的感知技术对配电网运行状态进行实时监测与管理。

首先，应用无线传感器可实现配电网多种参数量的运行状态监测。无线温度传感器可实现设备接头温度、温升和相间温差的在线实时监测与管理；无线水浸传感器可监测设备位置（场所）是否浸（积）水，并实时地将水浸信息上传到控制中心；无线杆塔倾斜传感器可在线监测杆塔倾斜状态并告警；无线故障电流传感器可通过现场的电流取样与分析，判断是否为故障电流，上传数据信息到控制中心，指导检修人员快速准确地排除故障；无线门磁传感器安装在柜门上，与永磁铁或电磁线圈等器件配合使用，可实时监测柜门的开、关状态以及开关次数，尤其适用于反窃电箱柜；无线温湿度传感器可实时、准确地测量设备环境温度和相对湿度，并远程数据管理；避雷器泄漏电流传感器，可用于氧化锌避雷器的在线监测，检测避雷器内部是否受潮与异常，记录避雷器在过电压下的动作次数。

其次，应用射频识别技术，可实现配电网及其所属设备的自动巡检。射频识别（RFID）是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，可工作于各种恶劣环境，可识别高速运动物体，可同时识别多个标签，该系统用于控制、检测和跟踪物体。

再次，应用二维码技术可进行电力设备资产标示管理。二维码技术按一定规律在平面上分布黑白相间的特定几何图形来记录信息，并通过图像输入或光电扫描设备自动识读以实现信息的自动处理。

应用蓝牙和无线保真（WI-FI）技术可进行近距离的C/S模式的通信，用于传输电力系统视频监控或者语音监控。应用无线自组网技术可实现在电力设备密集区域自组通信网络，保障数据传输通道。

物联网技术可以破解配电网运维难题

配电网如蛛网密布，环境复杂多变，人均维护量庞大，使得运维工作普遍面临以下难题：一是配电网及其设备越来越多，缺乏先进的运维监测手段，运行数据信息无法准确、全面获得。二是配电线路缺乏及时维护，往往在风雨、雪雾等恶劣天气，事故、故障频发，存在着供电服务投诉风险。三是供电公司存在运维人员不足问题。把物联网技术应用于配电网，可以应对与破解上述三方面运维难题。

应用物联网技术搭建配网设备状态监测体系，准确掌握配网设备运行状态。应用传感器的信息采集、展示、综合分析和报警处理等技术，搭建监测体系，及时准确掌握设备运行信息。配网设备的监测体系包括：设备状态监测，如温度、门开关、杆塔倾斜、配变运行、配网线路故障等；设备运行环境监测，如环境温湿度、场所积水、设备防盗等；设备的全景监测，如配网监测信息综合展示、设备GIS定位、故障GIS定位、用电信息展示等；统计与管理，如实时数据与历史数据查询统计与分析、智能决策等。

应用物联网技术实施配网设备状态检修，全面提升运维水平。应用物联网的设备标识技术，实现现场设备的信息识别，如台账参数、运行检修、状态评价、作业指导等信息内容，彻底解决长久以来设备的“账、卡、物”信息不对应问题；同时，通过采集设备各个阶段的运行信息，及时维护设备运行数据，方便开展电力设备从采购、运行、检修直到报废的全寿命周期管理。应用物联网对电力设备的异常状态报警预告技术，可科学指导检修人员及时维护和检修异常状态设备，及时快速地处理故障事件，减少投诉。

应用物联网技术破解企业结构性缺员难题，全面提升供电服务效能。运维人员通过手持终端扫描设备RFID标识，即可查看该设备的运行状态与环境、检修记录、设备故障等。作业人员通过手持终端完成日常巡检、设备评价、缺陷信息填报等。管理人员通过状态监测平台，可对配网进行全方位实时监视，及时发现设备隐患，定位故障区域，指导检修与抢修，可大大减少人力物力投入，提高效能。

无线温度传感器

无线杆塔倾斜传感器

无线故障电流传感器

避雷器泄漏电流传感器