基于RFID技术的配电网运维及应用情况探索

王梁

摘 要：随着对电能需求的不断增加，配电网的相关设施也在逐渐改进。当前，配电网的工作模式无法满足配电网分布地点多、设备广的要求，也不能根据设备运行工况及时更正运维计划，现场掌控的灵活性较差，运维难度较大，且效率较低、错误率较高。为解决这些问题，必须改革优化传统运维模式，利用基于RFID技术的配电网运维，可有效提高配电网现场运维控制的智能化、规范化和信息化水平，从而确保运维的质量，提高配电网运行的安全可靠性。文章将围绕智能化配电网运维，对基于RFID技术的系统设计和应用情况进行分析探讨。

关键词：RFID技术;配电网运维;物联网

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）02-033-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.02.015

传统配电网运维管理采用人工记录设备和配电网工况、温度数据等方式，不仅效率低下，而且容易出现检测错误、故障频发等问题，影响配电网的安全运行。随着配电网规模的扩大、设备的增加和分布的日益广泛，改进传统的运维管理方式已势在必行。在智能配电网建设过程中，改进和优化运维技术，综合利用各种先进的信息技术，实现对配电网的智能化、自动化、数字化和信息化规划，从而增强与用户的互动，满足技术应用的需要，同时，以RFID技术为基础的配电网运维技术促进了运维技术朝着智能化方向发展。

1 RFID技术相关含义和特点

1.1 含义

RFID技术即射频识别技术，是当前物联网发展的重要组成部分，利用无线电发出的信号，可以对某一目标进行有针对性的识别、读写，在这一过程中，识别系统和目标之间无需构建机械接触或光学接触，只要利用特定识别装置，通过被识别物和识别装置间的接近活动，便可自动获得被识别物的相关信息，并提供给后台计算机系统进行一系列处理。RFID技术采用微波并借助传感器进行通信及完成数据的识别、传输。

1.2 特点

结合GPS技术，RFID技术对配电网及其设备的运维环境、工况等进行监测，及时发现缺陷和故障问题，获取相关实验数据，并根据实际情况，利用在线监测功能进行远程控制，提高运维工作的针对性和效率，有利于降低人工成本、提升配电网的稳定性。

随着RFID技术的成熟，能实现对复杂物联网的全面运维管理，在物联网背景下，综合利用传感器实现对设备内外部环境及工况的监测和信息整合，确保运维的有效性。利用RFID技术获取信息，不仅是对设备的巡视和监测，还包括远程信息的获取，比如，利用温度、压力等传感器获得设备的实际温度、压力等，了解设备运行情况，并结合互联网在线实时监测，将监测到的信息传输到系统主站以供运维人员查询，如图1所示。在实际配电网运维中，由于不同设备的投入使用时间和工况不同，为准确掌握设备的全部情况，结合二维码技术进行特定设备特定信息的获取，制定差異性运维策略，从而有效提高工作的针对性和效率，实现配电网智能化运维[1]。

2 技术原理和方案

2.1 现场定位技术

在配电网运维中，除了GPS技术外，常见的定位技术还包括信息钮、条形码等。但是，随着配电网的快速发展，对运营维护提出了更高的要求，想要满足实际运维工作的需求，就必须改进原有技术缺陷。其中，RFID技术作为一种非接触式的识别技术，不仅可以快速识别、定位特定目标，而且可以读写数据，并利用无线技术完成信号传输，在特定接收端进行数据处理。在配电网运维工作中应用RFID技术，一方面速度较快，提高了运维管理的效率和质量，满足配电网实际的运维需要;另一方面解决了传统定位技术易受到尘垢、冰雪、涂料等外部环境因素影响的问题。

2.2 测温贴片模块

测温贴片是通过专业器材对温度的变化进行测量。应用在配电网运维管理中时，将测温片贴到被测设备上，设备的温度变化可以通过数字化方法显示出来，帮助配电网运维管理人员及时了解设备的实际运行情况，并根据设备温度变化进行调整，避免因为设备温度过高引起的运行异常，影响整个配电网工作的情况。

测温贴片技术不仅使用方便，可在任何设备平面上使用，并通过鲜明的颜色变化体现温度的变化，如果出现瞬时超温或色变十分明显的情况，就应及时检查原因并解决该问题。此外，该技术还具备超温记录的功能，在温度超出后永久变色，具有检测误差较小且成本低的特点[2]。

3 基于RFID技术的智能配电网运维系统构成

3.1 信息管理系统主站与终端

信息管理系统主站的作用是进行信息的存储以及复杂数据的分析和操作，而移动终端则用来帮助相关管理人员采集设备数据资料，并进行维护和检查。具体的模块包括数据存储模块、终端运维模块、报告生成模块。

数据存储模块包括数据采集系统、传输系统、信息读取系统三部分。数据采集系统通过RFID传感设备搜集相关数据，在完成简单处理后，将数据通过无线网络传输到系统主站。信息读取系统是指运维人员读取主站信息后，将相关信息录入到系统中并构建数据库，数据库内容包括各个系统的名称、型号、生产厂家和日期等。

终端运维模块是运维人员输入巡视结果的模块，巡视系统能自动处理整个系统中各项数据录入的具体位置、操作时间等内容，还可以读取具体的二维码进行操作，进而完成设备完整信息的录入。

报告生成模块是巡视操作后自动生成报告的模块，基于RFID技术的配电网系统可以将报告、记录等模块固定在终端系统中。此外，可将主站自动记录的信息等生成设备评价报告，以提高工作效率[3]。

3.2 在线监测系统

这一系统进一步利用温度测量设备、在线监测设备及电力系统防外力传感器等设施，因为每一种在线监测传感器获得数据的方式、安装位置和采集量都有所不同，需要集成相应功能的在线监测装置，并单独设置与其匹配系统的模块。

3.3 集成智能辅助监控

采用视频摄像等监控模块对配电站防盗防火等进行安全监控，并触发警报、消防系统等保护措施，使运维人员能实时掌握配电站的情况，及时获取防火防盗的信息并采取相应的解决措施。

3.4 平台功能

在整个系统中，通常会设置自动更新和维护系统标签数据，终端设备可实现自动更新、识别和数据的读写，提高了运维管理工作计划制定的效率，及时更新管理计划，能自动识别、显示存在的缺陷，并按照标签点实现自动导航，同时与平台相连，及时处理数据。

3.5 数据安全

配电网智能运维系统采用加密与系统分离等方法进行保护，数据库的数据以及人机交互界面采用JAVA以及PHP相结合的方式，实现交互式管理、系统数据通过相关HTTP协议才能够对数据格式进行定义并在前后端正确响应，防止系统受到入侵。

4 配电网智能运维系统应用

4.1 智能定位和测温标签安装

在标签安装、自动定位方面，在基于RFID技术的智能化配电网运维管理工作中，将架空类标签绑扎在杆塔上，对现场定位标签应粘贴在站设备铭牌右下角并使用专门强力胶粘贴，将测温表粘贴在设备测温位置。

4.2 模拟测试

对不锈钢扎带标签进行测试，在距离地面1m～3m的墙面，以及离地1.5m的移动终端，距离标签水平距离为1m～5m。测试证明，对于4m以内直线距离的RFID读写，其有效率在80%左右，在3m内没有问题，且墙面有效率高于杆面，对RFID数据读写，封装和不锈钢绑扎带均有影响。

4.3 实用化和改进

为了进一步对智能化系统进行改进，有必要加强安全防控的重点，尤其是对系统设施以及相關的主要线路。RFID标签粘贴数量在3 700个左右，测温标签的数量则应在26 000个左右。在配电运维检测中，将平台系统的配置，以及相关标准、工作流程的制定纳入配电网日常运维管理。通过实践测试和反馈，对RFID标签、终端和系统应用等进行优化，增强界面的友好性。

5 基于RFID技术的智能配电网运维系统展望

随着现代技术的不断进步，以及人们对信息网络的依赖，以RFID技术为主的物联网发展具有广阔的前景。在配电网领域，由于当前我国自主研发的核心技术还比较薄弱，存在信息安全以及电力设备容易发生故障的问题，为确保电力的安全，必须加快物联网核心软硬件的发展。在配电系统中，综合考虑设备的容量和成本，还需要研究基于RFID技术的智能配电网运维系统，积极培养运维人才，改变传统的运维模式，促进智能运维技术的发展。

6 结语

综上所述，鉴于当前配电网是人们日常生活生产中必不可少的基础设施，为实现准确的针对性的配电网智能化运维，利用基于RFID的物联网技术，可有效提高配电网信息资源整合的高效性，综合利用在线监测等传感器，可提高配电网智能化运维管理工作的效率和质量，满足城市配电网实际运维管理工作对集中化和智能化的需要，同时提高了配电网及其设备运行的安全稳定性，减少故障发生概率。

参考文献

[1] 叶志晖，田超华.智能电网背景下的配电运维一体化建设分析[J].大科技，2016（13）：22.

[2] 余飞.配电网运维管理技术改造思考[J].海峡科技与产业，2017（10）：83-84，92.

[3] 邱跃军.配电网运维管理及技术改造探讨[J].现代国企研究，2016（6）：186-187.