物联网技术在智能电网输变电设备中的运用

迟佳

摘 要：智能电网的实现在一定程度上依赖输变电设备的控制，物联网具备强大的信息采集和交互能力，可以为智能电网环境下输变电设备状态监测提供重要支持。为此，文章在阐述物联网原理和技术的基础上，着重分析物联网技术在智能电网输变电设备监测中的应用，旨在能够更好的促进智能电网运行发展。

关键词：物联网技术；智能电网；输变电设备；应用

中图分类号：TM76 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）20-0178-03

Abstract： The realization of smart grid depends on the control of transmission and transformation equipment to a certain extent. The Internet of things has strong ability of information collection and interaction， which can provide important support for the condition monitoring of transmission and transformation equipment in smart grid environment. Therefore， on the basis of expounding the principle and technology of the Internet of things， this paper focuses on the application of the Internet of things （IoT） technology in the smart grid's transmission and transformation equipment monitoring， in order to better promote the operation and development of the smart grid.

Keywords： Internet of things （IoT） technology； smart grid； transmission and transformation equipment； application

当前，国家对智能电网的发展颁布了一系列的政策支持，同时公布了未来智能电网的工作计划，物联网技术在输变电设备管理中的应用成为我国社会经济发展中备受关注的内容。电网的安全运行需要多个系统的配合，具体包含信息流、业务流、电力流的配合，在彼此的配合下确保智能电网所收集的信息是无损的，并确保各个信息在传输过程中的顺畅。物联网技术在输配电管理中的应用能够借助技术形式实现各类信息资源的有效整合，确保各个通讯资源能够更好的为电力系统运行提供服务支持。为此，文章结合物联网技术的发展和智能电网的建设，就如何更好的将物联网技术应用到智能电网输变电设备中进行策略分析。

1 物联网技术和智能电网输变电之间的关联

物联网是指物和物连接的互联网，在射频识别技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等传感器的作用下能够按照协议规定将任何物品和网络联系在一起，实现信息交流和通信的畅通无阻。

智能电网主要由输电、变电共同组成。结合智能电网的构成和特点，物联网技术在智能电网中的应用能够有效提升整个设备的运行管理水平，降低设备在检修状态下的应用风险，并在设备使用的时候确保整个设备的运行效率，也为设备的科学管理奠定良好的基础支持。

文章所涉及到的输变电设备物联网管理主要是以输变电设备智能化发展作为基础，依靠先进的无线射频识别技术、多媒体技术、智能传感技术等，按照电力系统的协议，借助信息化手段来对资产、电网运行情况以及输变电设备的运行状态进行动态控制和全生命周期管理。

2 智能电网输变电设备运行所涉及到的技术

2.1 物联网技术

在一般情况下，物联网是物和物之间相互管理的互联网，物联网通过一些特定的传输设备、传输技能能够有效实现信息之间的交换和通讯，从而更好的实现智能电网的智能识别、定位、跟踪和监控管理。物联网技术和设备运行具体包含射频识别技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描设备等。物联网技术的产生和发展是时代的产物，对社会多个领域的发展产生了深刻的影响。

2.2 输电设备监测技术

输电设备状态监测技术包含监测感应技术、通信技术，在应用的时候主要是对收集到的数据信息进行有效的分析，在分析之后结合实际情况进行应用。输电设备的运行监测主要需要对导线的温度进行实时性的测量。

2.3 输电设备使用寿命期限的周期管理

输电设备寿命期限管理的研究对象主要是输电设备的资产，在设备应用的时候从系统整体出发，对资产的规划、设计、采购、建设、运行、检修、报废等进行全过程的考慮和分析，在全面分析之后在确保输电设备安全运行的情况下进行整个设备运行的成本优化分析。

3 输变电设备状态监控的物联网体系架构

3.1 智能感知层

基于物联网的输变电设备智能感知层是利用物联网感知技术中的智能化传感器、EPC标签、红外感应器、全球定位系统等来对电气设备运行状态和全寿命资产信息进行统一的智能感知。

3.2 数据通信层

数据通信层能够为数据信息的解析和传输提供重要通道支持，并强化数据信息应用的移动性和感知性，实现设备的无缝透明接入。输变电设备物联网的数据通信层包含传感器网络层、变电站层、供电局层。第一，传感器网络层。传感器网络层能够为智能监测装置提供网络接入功能、移动性管理等，在光纤、宽带电力线载波或者短距离无线通信技术的作用下来实现对设备状态的全过程监测控制。第二，变电站层。变电站层是基于IP系统的统一的、高性能、扩展性良好的网络，根据变电站的电压等级，变电站层的变电设备智能移动终端在串口通信、光纤通信的作用下能够实现对整个系统信息的监控。第三，供电局网络。供电局网络在运行的时候负责整个区域范围内变电站和输电线路信息的汇总传输，从而实现各个信息的交互处理。

3.3 信息整合层

信息整合层采取面向服务架构的SOA和企业服务总线，能够为信息的连接提供精准的接口和业务服务，通过对多源异构数据特征的挖掘和提取能够实现对海量数据信息的处理、应用。

4 物联网技术在智能电网输变电设备中的运用

4.1 输变电设备的在线监测

在智能电网中所涉及到的输变电设备种类和数量繁多，导致设备的信息来源变得更加多样，加上设备评估决策技术参差不齐，输变电设备的运行对整个电网的安全、稳定产生了不利的影响。

输变电设备物联网是一个在物理空间和信息空间都具备较强关联性的高度复杂网络。输变电设备是智能电网从系统智能化向设备智能化的一般发展延伸，在物联网技术的利用下能够有效提升整个设备的在线监测水平，满足整个智能电网对设备信息获取的需要。

在物联网技术的作用下能够更好的研究输变电设备的信息模型、网络架构、感知体系、通讯模型，解决网络和信息通信不适应的问题。

4.2 输电设备的状态监测

基于物联网技术的输电设备状态监测感知层主要体现在杆塔、输电线路等各个传感器上，利用监测技术能够更好地收集和利用各类数据信息，帮助相关人员更为全面、实时性的收集整理输电线路的各种状态信息，之后通过网络来将这些信息传输到数据中心。当前，输电线路在线监测技术基本被人们应用到气象监测、导线温度监测、线路绝缘子监测、风偏监测、振动监测、图像监测等。

从实际应用情况来看，在線监测技术在输电线路感知层中应用时候面临不同程度的供电问题。针对这个问题，需要相关人员借助先进的技术形式来思考怎样丰富发电方式，目的是提升低温储能能力，提升整个电力系统的供电能力。

4.3 变电设备的状态监测

物联网技术是变电站智能化发展重要支撑技术形式，物联网技术在变电设备状态监测中的应用符合当前变电站管理的发展需求。感知层在智能变电站中的应用主要体现在过程层上，应用层在智能变电站中的应用体现在过程层上。

基于物联网技术的变电设备状态监测感知层借助各个传感器能够对各个设备、环境动力参数的收集。在系统运行中对变压器状态监测方法包含局部放电监测、绕组变形检测、侵入波监测、振动波动检测等。

变电设备状态监测的研究重点是局部放电，对局部放电的主要研究方法包含脉冲电流技术、超声波检测法、特高频监测技术等。电容设备包含电流互感器、电容电压互感器、耦合电容器、高压套管等，在电容设备的作用下能够有效监测整个电容量和介质损耗。但是当前电容设备在应用时需要着重解决频率波动大、谐波干扰、硬件不完善、环境温度不稳定等问题。

4.4 输变电设备全寿命周期管理

电网资产全寿命周期管理是安全管理、成本管理、效能管理的在资产管理方面的有机整合，是在分析当前电网企业发展特点基础上，结合时代发展需要所总结出的电网发展新方向和新方法。在物联网技术的作用下能够借助传感器设备来密切监测整个电力设备的全景状态，并通过传感器和设备属性的关联实现对设备使用全生命周期的管理，从而提升电力资产设备诊断和评估的精准度。

在物联网技术的作用下能够更为全面收集整理输变电设备运行所涉及到的各类信息，具体包含工作环境、试验环境等，在综合考察分析的基础上选择适合的统计方法，分析设备寿命现状和未来发展应用。

4.5 未来需要深化研究的内容

从当前发展实际情况来看，物联网技术在输变电设备状态监测和使用全过程管理中的应用已经发展到一定的规模。在新的历史时期，为了能够更好的发挥出物联网技术在智能电网技术中的支撑作用，需要相关人员借助物联网技术的发展做好以下几点工作：第一，强化对和无线射频识别技术、全球定位系统、状态传感器等物联网技术关联的输变电设备智能监测模型和全景状态信息研究。第二， 强化具有数据存储、计算、分析、网络连接、信息交互等多种能力为一体的智能化装置的研制分析。第三，按照国家规定的标准对全站设备信息通信技术和集成技术进行全面的研究，第四，对基于物联网技术设备应用全景状态的综合评估和全生命周期评估。第五，强化对以光纤传感为代表的电力专用传感器应用研究。第六，加强对输变电设备状态监测中设备安全性、可靠性问题的研究。第七，加强对物联网技术在输变电设备状态监测和全生命周期管理抗干扰问题的研究。

5 结束语

综上所述，在社会经济和科技的发展支持下，我国电力系统开始朝着智能电网的方向发展，输变电设备状态监测是智能电网建设的重要组成，在运行发展中也是实现输变电设备状态运行检修管理，提升整个输变电专业生产运行管理水平的重要技术手段。在智能电网的快速发展下，传统输变电设备监测不再满足智能电网的发展需要，基于智能电网的传统输变电设备监测被提升到新的高度。智能电网和物联网作为具有重要战略发展意义的高新技术形式，在近几年逐渐引起了世界各个国家的重视，二者的有效整合能够有效提升电网运行能力和服务质量，从而更好的促进电力企业发展。从发展实际情况来看，物联网产业是一个新兴产业，具有广阔的发展前景，物联网技术作为智能电网的重要技术形式，其发展会推动电网智能化长远发展，从而更好的拉动物联网产业发展。

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