输配电设备泛在电力物联网建设思路解析

薛宇健

摘 要：输配电设备泛在电力物联网的建设是推进电网安全运行的重要建设之一。本文从输电线路物联网、变电站物联网和配电设备物联网三个方面的建设思路进行分析和探讨，为大力推进建设进程起到积极作用。

关键词：输配电设备;泛在电力物联网;建设思路

前言：输配电设备在电力系统中起着主导性作用，输配电设备泛在电力物联网建设可以使输配电设备充分利用物联网，加强对电网运行情况的深度感知，对故障预警和处理等问题能够及时发现和解决，切实帮助电力企业维护和提高电网运行能力。

1建立泛在电力物联网的必要性

泛在电力物联网是以电网为主要平台，分别将用户、企业、供应商与相应的设备，以及人与物进行相连，实现数据共享从而服务于整个社会，为市场提供更多增值可能性。泛在电力物联网的关键技术是智能芯片、通信技术和物联网平台。智能芯片具有高精度和低功耗的特点，采集信息准确而快速。如现代5G技术可用于输电线路状态监控视频下，实时监控作业进程，还可以用于智能化机器人中，实现数据传输。物联网平台具有强大的数据处理能力和云计算能力，能对众多数据信息进行全面分析。泛在电力物联网能够有效提升电网运行的可靠性，实时监控各户各厂的负荷量，排查电网故障，当电网出现故障时能及时切除故障，确保电网正常工作运行。同时，泛在电力物联网还能提高能源利用率，有效搭建综合能源服务平台，实现能源的互补和协调。

2泛在电力物联网中输配电设备的建设思路

2.1输电线路物联网建设思路

输电线路由于其设计范围广，需要跨越的空间幅度较大，其运行环境也相对较差，所跨越的每个区域由于天气气候不同，外在自然因素条件也有很大差异，因此，在构建物联网时要考虑输电线路所跨越的区域范围、监测数据和时长间隔等问题。在空中搭建输电线路时，要提前检测好杆塔、通道异物或者山火等，以防止输电线路发生意外故障。在地面搭建输电线路时，借助类似于LoRa等微功率无线通信方式，来收集电力数据信号，运用边缘计算设备回传数据，如利用导线温度监测装置、分布式故障定位装置等装置，协助电力系统解决山区输电信号较弱的长期问题。

输电线路物联网不仅含有基础应用模块，还有高级应用模块，其中包括故障或缺陷事前预警模块、事中快速处理和事后准确评估。故障或缺陷事前预警模块能够及时检测传输通道内是否存在一些违章建筑物或是其他有阻碍性的异物，或是存在超出高度的树木，当检测到这些障碍物时，会主动发出预警信号，提供预警信息，相关工作人员可以根据预警报告来进行故障排除工作。此外，输电线路物联网还具有沙盘推演功能，当出现极端工况时，就可以实时利用沙盘推演功能，找出输电线路中需要加强的地方，运用加固的相关措施，加强输电线路防御故障风险的能力。

2.2变电站物联网建设思路

变电设备的内部物理空间较为复杂，其中包括变压器、刀闸和气体绝缘金属封闭开关等电力设备都需要在同一时间同时运行。建设变电站物联网时，首先需要实现初步定位，而初步定位要运用多点同步监测功能进行全面监测，还需要利用变电设备测量表征参量和设备衰减速度较快参量，共同建设变电站物联网[1]。

站域级边缘计算设备是变电站物联网中必不可少的一项现代化设备，该设备融合了变电站的环境状况、运行状态和电气参量等相关信息，还可以对变电站进行深度感知，能够监测出变电站的风险程度，并将相关信息进行推送，实现信息推送功能。此外，站域级边缘计算设备中包含集成感知阵列，集成感知阵列不需要和变电站设备相连接，其具有声音、气味、红外和传感等特殊功能，直接利用全球定位系统就可以采集到相关样本，实现了现代化采集功能。

变电站物联网和输电线路物联网都具有高级应用模块，变电站物联网的高级应用模块的智能化水平相对较高，能够充分保障变电站设备正常运行。其中故障智能诊断系统是利用人工智能技术，当变电站设备出现故障时，准确测量和确定故障类型和所在位置，尽快解决故障，并有效防护故障的再次发生。变电站物联网还可以进行安全监控，利用监控视频技术，查看正在工作的工作人员，如有操作不当或操作失误等情况，监控系统会第一时间发出报警信号，提示工作人员需要按照规定进行作业，避免违规操作的情况发生。另外，變电站物联网还具有主辅设备联动系统，该系统主要是针对变电设备遇到过热、水浸或失火等意外情况时，可以立刻启动风机、空调或水泵等辅助设备，利用主设备和辅设备同时联动处理意外情况，保证变电设备正常工作。

2.3配电物联网建设思路

电力系统中的配电设备对整个电力运行工作的影响十分关键，当配电设备出现故障情况时，不仅是线路短路的情况发生，甚至会造成区域性停电，总体影响后果较为严重。根据调查显示，全国96%以上的区域性停电情况都是由于配电设备出现故障而导致的，因此，配电设备物联网建设更应该充分考虑保护配电网络的安全性，根据配电网络自身的复杂性进行构建。构建配电物联网需要选择边缘计算设备，还有配备云后台的通信方式，不同的地域需要采用不同的设备和方式。例如：在城市中心可以选择无线网络、5G网络或者光纤网络，而在较为偏远的乡镇和山区等地，可以选择专业NB-IoT的通信方式，更符合乡镇山区的通信特点。

配电物联网也具有高级应用模块，可以进行高级运作，如故障报警、故障处理和用户服务。故障报警模块也同样具备准确定位的功能，配电设备发生紧急情况或出现故障时，可以第一时间定位并发出预警信号，提醒相关工作人员注意该情况，并及时处理。而故障处理模块是在停电发生时，可以迅速辨别出停电区域的数据信息，并加以分析，准确定位故障位置，协助工作人员处理故障问题。用户服务是为用户实行监督跟踪监测工作，每个时段都进行观测，可以精准识别出异常工况，确保用户正常使用配电设备。

2输配电设备泛在电力物联网未来发展趋势

输配电设备泛在电力物联网在未来的发展趋势总体较好。首先，从运行管理方面来说，由于泛在电力物联网在使用过程中，内部数据是十分安全可靠的，这样对于输配电设备的安全性、高效性有了很大的保证，而且还可以降低企业成本，实现利益安全最大化，有效提高设备运行的效率。其次，在应用模式上，配电过程中会出现相关的故障，而泛在电力物联网可以收集故障数据进行分析，数据可以与供应商共享，共同解决故障问题，提升设备的总质量。最后，技术发展十分关键。全面利用取能技术，取能技术可以利用传感器和无线传输等方式进行低能功耗采集工作[2]。还可以利用新型传感技术，提高存储和传输功能，减少感知成本，提升设备运行的质量。

结论：综上所述，科技的快速发展也为电力行业发展进步提供了坚实的基础，泛在电力物联网在一定程度上对输配电设备的安全性起到了保护和监督作用，但在未来的发展中，还需要借助更加先进的技术加速解决电力故障问题，促进高质量能源体系的形成，保障电力设备安全运行。

参考文献：

[1]魏可情，徐群，林枫，等.基于电力物联网的配电系统智能技术分析[J].电子测试，2021（12）：78-79.

[2]沈梦雪.泛在电力物联网关键技术及其应用前景研究[J].电工技术，2021（10）：95-96+99.