物联网技术在数字化变电站中的应用探讨

魏云飞

【摘  要】变电站站用电设备在维持变电站正常运作中起着至关重要的作用，物联网技术为站用电设备的有序用电带来新的机遇，显著增强了站用电设备用电方式的智能化水平。因此，研究基于物联网的变电站站用电优化策略对提高了变电站站用电的稳定性和经济性具有重大的理论价值和战略意义。

【关键词】物联网;站用电;应用探讨

1引言

在进行智能电网建设的过程中，将物联网技术予以充分应用，这样可使得电网的智能化程度有大幅的提升。当然，在构建智能电网之时，所涉及到的技术种类是较多的，比方说感知技术、通信技术、控制技术、电力技术等，而要保证相关的技术能够切实发挥作用，则要对其予以整合，形成协调性较高的技术体系。此外，还要切实做好通信网络的建设工作，确保管理进一步细化，数据采集也要保证十分的准确。然而，目前智能电网建设尚在起步阶段，如何从物联网技术的角度审视智能电网的功能需求搭建智能电网的系统组成结构，尚待进一步深入研究探讨，尤其智能配电站这个环节至关重要。

2数字化变电站物联网构架

电网数字化变电站物联网系统是以数字化变电站为物理构架，结合电网的运行方式、地区的旅游用电特点及新能源发电的特征，通过电力专网、互联网和数字化变电站的信息系统实现电网、发电厂和用电场所的信息交互，构建基于数字化变电站的物联网信息交互平台。以站内通信系统为技术核心，通过自动控制技术、智能预警和可视化技术手段对站内变电设备、安全工器具、电源、消防等系统以及变电场所的天气、周围环境，进行实时监控和可视化远程管理，并与调度系统、生产管理系统和用电信息平台进行实时通信和信息共享，从而构建基于数字化变电站的物联网系统平台。数字化变电站物联网平台中任一网络节点，均能根据各自的权限和业务需要获得相应的数据和信息。

3物联网下的站用电设备分析

3.1物联网概述

物联网技术是指通过传感设备和通信网络将人与物、物与物互联，实现信息交互应用的网络技术。物联网主要由以下几个部分构成：（1）感知层：覆盖物联网中各种设备，采集设备的相关数据资料和信息进行采集。（2）网络层：包括各种通信网络，对感知层采集的数据进行快速高效的传输。（3）应用层：各种功能的软件系统的集合，将不同平台采集数据进行分析处理，用于对物联网设备的管理。

3.2基于物联网下的站用电设备

基于物联网感知层、网络层、应用层的建设，各种站用电设备的状态及相关参数转为可提取、可调控的模拟量或者数字量，显著增强站用电设备用电方式的智能化水平。站用电设备模拟化与数字化分析：一是对设备室空调的启停状态、温度设置、环境温度等数据的采集，实现空调启停状态转换和设定温度调控。二是对场地照明设备进行精细化定位管理，采集其启停状态、现场位置等数据，实现精细化片区划分及控制。三是对热水器启停状态和水温数据进行采集，将热水器启停时间段转变为可控。

4数字化变电站物联网关键技术

（1）数字化变电站物联网系统是以IEC61850为通信标准，通过数字化交换机技术将电力专网、互联网和数字化变电站内的信息进行集成和交互，构建“电力流、信息流、业务流”的数字化变电站物联网系统通信网络平台。“电力流”是在发、变、用电三端安装先进的摄像探头、信息采集传感器等，实现电网多能源的互动功能;应用层主要实现决策、管理和互动功能，达到智能电网的“业务流”的目标;“信息流”是根据用电、供电和发电等业务的需求，构建信息、数据交互中心，实现数字化变电站网联网系统内的人与物、人与人、物与物之间的信息交互。（2）数据采集与信息集成。在数字化变电站物联网系统中分系统数量繁多、接入信息量较大、信息类别较多，既有实时数据又有非实时数据。如何将不同类型、不同系统的数据和信息进行筛选、分类和集成，是数字化变电站物联网系统建设过程中的一个重大难题。针对当前数字化变电站中存在的通信问题，电网将建立数字化变电站物联网应用平台，按照IEC61850通信标准搭建数字化变电站物联网系统框架，网络层统一采用数字化交换机和光纤传输通道，将各独立、分散系统按照统一的通信协议进行信息集成。

5物联网技术在数字化变电站中的应用内容

（1）电力系统的可靠性要求。对特高压交以及直流输电网络能够起到很好的支撑作用，能够使得现有资源的配置更为科学，装机容量能够得到节约。为清洁能源的应用奠定坚实的基础，充分应用大容量储能技术来确保清洁能源的经济性、实效性得到提升。确保电网能够实现智能化调度，切实做好在线智能分析以及智能预警等工作，使得交直流混合电网能够真正达到自动控制的目标。保证电力配送的质量，能够使得分布式能源系统所具有的接入能力得到切实提升。（2）多能源协调控制系统。调度系统作为数字化变电站物联网的管理端，主要负责远程监控数字化变电站的运行及协调控制各清洁能源电厂的发电。基于数字化变电站物联网系统的信息分析和综合计算，调度系统能够根据电网潮流的实时变化合理调控清洁能源电厂。白天以光伏电站和风电新能源作为主要输出，夜间则以水电为主要输出。当风、光新能源出力不足时，则增加水电进行补偿，充分利用和消纳清洁能源发电。同时，调度系统还能根据数字化变电站物联网系统提供的实时数据，自动分析上网电价和存储电价的经济性，有效指导分布式微网系统的运行，保证清洁能源和分布式能源的使用处于最优经济状态。（3）为广大客户提供更为优质的服务，确保电网和用户的互动渠道更为通畅。将双向供电技术予以充分利用，使得电网、电源以及用户之间能够实现互动营销;提升职能管理的实效性，提高电能的质量，确保电量消费能够切实做到节约;要进一步做好基础设施的建设工作使得智能建筑、智能交通等方面的电力需要得到切实满足。（4）智能用电管理系统。随着人口的增多，对绿色出行、智能家居和节能用电的需求越来越大。同时大理电网作为云南的智能电网试点，适宜建立分布式光伏微网、充电站、智能宾馆和智慧交通等多用户互动平台。平台内的用户通过用电管理系统APP就能够获取整个物联网的运行数据、实时电价和电网系统的潮流信息，从而合理地制定用电计划。另外，数字化变电站物联网为智能化分布式微网的发展和应用提供了强有力的技术保障，微网用户能够根据自身需求进行上网发电和使用电网电量，从而增加了“源、网、用”的联系与信息互动。各用户只需通过APP、移动客户端，就能参与电力市场化交易，从而提高了用户与电网、电网与电源之间的管理水平。（5）从网络安全的角度来说，要切实构建起与信息安全相关的管理体制，以此来保证智能电网的整个业务系统能够一直保持稳定的运转，尤其是要确保相关的业务数据不会受到任何因素的影响，数据安全不能出现任何问题。在进行智能电网建设之时，物联网技术得到充分应用，可使得电力系统中的现有资源得到有机整合，电力流、信息流和业务流也能够切实统合起来，这样一来，广大用户在电力方面的实际需要就能够得到切实的满足。

6结束语

目前，电网已具备建立数字化变电站物联网系统的基础条件。根据合电网的发展需要，在核心数字化变电站中进行物联网系统应用，提高变电站的运行能力和数字化管理水平，从而解决新能源消纳和用电业务需求多样性等技术难题，具有较高的研究价值和实践应用前景。

参考文献：

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（作者單位：国网山东省电力公司淄博供电公司）