物联网，让电网设备“活”起来——鹤壁电力物联网应用示范工程初探

_代小龙 申军伟

“通过这个平台，这两条线路上所有设备的实时运行数据我都了如指掌，不用再在大热天一遍遍巡视了。”8月8日，指着电脑上的“物联网示范工程应用系统”，鹤壁供电公司配电运检室线路运检班专责肖远说。

物联网技术被认为是继计算机、互联网之后的第三次数字技术革命。为加快探索物联网技术与智能电网的融合发展，按照国家电网公司部署，2013年，省电力公司在我省“智慧城市”之一的鹤壁市建设了首个电力物联网应用示范工程。该工程自去年12月投入试运行以来，在配网设备在线检修、运行监测等方面已经得到了有效应用。

赋予设备“生命基因”

“相较于互联网是网络与网络之间所串联起来的庞大网络，物联网其实就是将各类物体联起来构成的互联网络。当然，物与物之间的联络需要信息网络的基础支撑。”8月8日，负责鹤壁物联网应用示范工程建设的鹤壁信通公司经理梅林常告诉笔者。

鹤壁物联网应用示范工程选取了鹤壁公司淇滨26号和28号两条10千伏配网线路作为实验线路。两条线路总长25千米，线路沿线分布有45台公用配电变压器、20个柱上断路器、35个柱上隔离开关、1座配电室、1座环网柜和4个电缆分支箱等电网设备。

“电网设备在运行过程中，它本身的温度、输送的电流以及所处环境的湿度、噪音等都在不断变化，相应也会产生各类数据。我们建设物联网，就是通过安装传感器、RFID电子标签和摄像头等设备，将各种信息采集后通过通信网络传输到后台服务器，进行数据检测、梳理和分析，实现对设备的状态监测和预警。”梅林常说。

在位于鹤壁市市区的淇滨26号线一台箱式变压器处笔者看到，和普通箱式变压器不同的是，该变压器内的设备安装了各种方形和圆形的传感器。“你看，这个是无线门磁传感器，只要门一打开，后台数据就会变化，可以用来防盗。这个是无线温度传感器，可以将线路开关的实时温度传递到后台……”随行的鹤壁公司配电运检室副主任秦福祥告诉笔者。他拿着一台类似平板电脑的物联网智能化现场作业终端，笔者看到，就在我们打开该变压器的同一时刻，相关的时间和位置信息都实时出现在了这台终端上。

“物联网的另一个重要的采集设备是RFID电子标签，它相当于电子设备的‘身份证’，与所属设备构成一对一的对应关系，里面记录了设备从出厂到运行期间的所有信息。”秦福祥指着26号线一处杆塔上的一个白色方形盒子说。在附近的一处杆塔上，笔者还看到了一个360度全景摄像头。

“通过无线传感器、RFID电子标签和摄像头，26号线和28号线上设备的相关数据信息都会通过微功率无线自组织网络、电力光纤输送到我们后台。通过分析这些数据，我们能够与这些设备‘对话’，从这个意义上讲，物联网可以说为电网设备构建了‘生命基因’。” 秦福祥说。

畅通人物“智能对话”

“和其他行业的物网联应用一样，鹤壁电力物联网应用示范工程总体架构也分为感知层、网络层和应用层三个层次。其中感知层是建立统一的信息模型，实现各环节数据的统一感知和表达；网络层是按照规范化的统一通信规约实现对数据的传送；应用层将多种数据信息统一管理并向外提供统一的数据服务，支撑各类业务开展。”梅林常说。

对于电网企业来说，建设物联网的目的最终体现在应用层。目前，鹤壁物联网应用示范工程结合实验的10千伏线路情况，开发了“鹤壁物联网示范工程应用系统”工作平台，并研发了配网设备在线检测、全寿命周期管理、状态检修、用电信息采集等子模块。

“让设备‘说话’可以让我们更加主动地了解它们，查找问题也更有针对性。”秦福祥说。

“你看，我们点击‘应用系统’的‘设备在线监测’模块，这两条线路所有设备的温度、湿度、门磁、水浸、杆塔倾斜、噪声、电流等信息一目了然。我们还在系统中设置了阈值，超于阈值将会触发警报。例如前两天下雨，系统显示黎阳路分支箱箱内湿度超过了85%，触发了‘湿度一级预警’，我们很快就派人前往查看。”秦福祥说。

预警功能让淇滨26号线和28号线的线路故障往往都消除在萌芽状态，最大程度地减少了停电损失和设备损坏，这在度夏期间意义更加重要。据悉，自投入试运行以来，该系统共发出变压器温度报警7次、电流三相不平衡5次、环网柜（分支箱、箱式变）柜门非法打开14次、变压器运行噪声异常1次，配电箱温湿度告警1次，鹤壁公司工作人员及时赶到现场核实处理，保证了设备安全可靠运行。

通过物联网技术的示范应用，淇滨26号线和28号线真正实现了实时监测。“这两条线路设备多，以前我们配电班全班出动一天也巡视不完，而现在我一个人坐在办公室里，不到半个小时就可以把两条线路的所有信息巡视完毕。”物联网工程建设的直接受益者肖远说。

图.鹤壁物联网示范工程综合应用系统截图

开启管理“智慧未来”

“目前，鹤壁物联网示范应用工程与配电自动化的有机结合，让淇滨26号线和28号线成为我们管理最轻松的两条线路。”秦福祥告诉笔者，除了应用物联网技术，这两条线路也在该公司智能电网建设中实现了“配电自动化”。

据秦福祥介绍，一方面，物联网技术使这两条线路实现了实时运行监测、故障预警以及故障点精确定位等功能；另一方面，配电自动化技术实现了对设备的遥测、快速故障诊断、隔离和自动恢复供电以及负荷控制等功能，两者实现良好互补，大大提升了线路管理的智能化程度。

目前物联网技术应用还处于初级阶段，未来物联网技术将拥有更加广阔的应用领域。“物联网技术对智能电网海量电量和非电量信息的实时、准确获取，将为云计算和大数据提供全面的数据资源支撑。”梅林常说。

云计算和大数据的应用在该工程中已现雏形。例如，通过物联网应用系统对电网设备的三相电流进行监测，当三相电流出现大面积不平衡时，系统会及时显示三相电流的准确信息，此时工作人员可以通过配电自动化，及时调整设备的载荷，防止设备因为过负荷而烧毁。

再如，目前已在物流行业应用较为广泛的RFID电子标签，可以实现与设备编码、资产编码的一一对应。在具体操作中，工作人员可以实现对设备资产建设、维护、检修、改造、退役、报废等信息迅速提取，进而对电网设备质量好坏、优缺点甚至站位选址是否恰当等进行深入分析，为未来设备改进提升、采购和台区选址等提供科学参考，真正实现对配网设备的全寿命周期管理。

“目前，无论是在感知层、网络层，还是在应用层，鹤壁物联网应用示范工程都有很大的发展空间。随着技术的推广和成熟应用，物联网技术在智能电网建设、生产管理、运行维护、用户交互等方面发挥巨大作用，可以全方位提高智能电网在各个环节信息感知的深度和广度。”梅林常认为。

“如果未来物联网和配电自动化技术在全市所有线路中应用，相信我一个人就能管理所有线路。”对于物联网和智能电网的融合发展，一线员工肖远十分期待。