尹　成,夏云峰,楊　武（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局,廣東東莞523000）

信息物聯(lián)網(wǎng)在輸變電設(shè)備在線監(jiān)測中的應(yīng)用

尹成,夏云峰,楊武
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局,廣東東莞523000）

文章總結(jié)了物聯(lián)網(wǎng)概念和物聯(lián)網(wǎng)在輸變電設(shè)備在線監(jiān)測應(yīng)用中物國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備在線監(jiān)測中的應(yīng)用,最后提出了對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備在線監(jiān)測中應(yīng)用前景的展望。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；輸變電設(shè)備；在線監(jiān)測

1　引言

電力網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分就是輸變電設(shè)備，可靠性以及安全性是電力安全運(yùn)行最基本的保障，該設(shè)備是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的最重要領(lǐng)域之一。目前輸變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)只要采用站端控制層、就地監(jiān)測層、遠(yuǎn)方監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集管理層架構(gòu)的方案。其通信方式為RS485/CAN總線等通信方式。這些都無法滿足智能電網(wǎng)下輸變電設(shè)備監(jiān)測有效性和高效性格的要求。物聯(lián)網(wǎng)則為輸變電設(shè)備在線監(jiān)測提供了新的智能化的手段。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)輸變電設(shè)備在線監(jiān)測具有極為重要的影響。所以，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)輸變電設(shè)備在線監(jiān)測值得我們探討與研究，它有利于國家電網(wǎng)的進(jìn)步與發(fā)展。

2　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和輸變電設(shè)備在線監(jiān)測的概述

2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和輸變電設(shè)備在線監(jiān)測的概念

物聯(lián)網(wǎng)是指按照既定的協(xié)議,通過全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、射頻識(shí)別、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，連接任何物體與互聯(lián)網(wǎng)并進(jìn)行通信和信息交換，最終實(shí)現(xiàn)智能化對(duì)物體的識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。它是一種“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)具有三大基本特征：通過網(wǎng)絡(luò)的融合與協(xié)同進(jìn)行信息的實(shí)時(shí)傳輸和共享、全面感知系統(tǒng)及運(yùn)行環(huán)境實(shí)時(shí)信息、通過對(duì)互聯(lián)有效的海量信息進(jìn)行感知并做云計(jì)算智能處理。應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)稱之為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。其作為新型信息通信技術(shù)引起了人們廣泛的關(guān)注?，F(xiàn)在，國際已經(jīng)開始納入物聯(lián)網(wǎng)以及相關(guān)的發(fā)展，很多的部門已經(jīng)開始在一些科技項(xiàng)目當(dāng)中建立很多課題進(jìn)而支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

輸變電設(shè)備在線監(jiān)測是指利用廣域通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、傳感器技術(shù)等多種監(jiān)測傳感技術(shù),通過運(yùn)用數(shù)據(jù)采集分析技術(shù)和通信技術(shù)對(duì)信息的采集、處理，以獲取能反映運(yùn)行狀態(tài)的量，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測、分析、處理,必要時(shí)還可以提供故障診斷信息,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸變電設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知、監(jiān)測、預(yù)測。輸變電設(shè)備的狀態(tài)一般可以分為三種狀態(tài)，即故障狀態(tài)、正常狀態(tài)、異常狀態(tài)。其監(jiān)測主要包括電力電纜監(jiān)測、高壓電力變壓器在線監(jiān)測、高壓電容型設(shè)備在線監(jiān)測等。

2.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備在線監(jiān)測中應(yīng)用的國內(nèi)外研究現(xiàn)現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)的概念于1999年在美國麻省理工學(xué)院由kevin教授于首次提出；國際電信聯(lián)盟于2005年正式提出物聯(lián)網(wǎng)概念；而溫家寶在視察江蘇微納傳感網(wǎng)工程的時(shí)候就提出了一個(gè)概念就是“感知中國”，而物聯(lián)網(wǎng)也被叫做是世界信息產(chǎn)業(yè)第三次革命。而二十世紀(jì)六七十年代,美國投入巨大的資金就是為了開展這個(gè)工程，也就是以監(jiān)測為前期的檢修工作，而且這個(gè)也帶動(dòng)了大部分的工業(yè)繼續(xù)進(jìn)行對(duì)信息物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測的應(yīng)用；而二十世紀(jì)八十年代,檢修已經(jīng)發(fā)展到了應(yīng)用于輸變電設(shè)備，與此同時(shí)，西方的很多國家也開始運(yùn)用了在線監(jiān)測去檢修和監(jiān)測設(shè)備。而到了二十世紀(jì)九十年代,很多研究所也開始研究這項(xiàng)技術(shù)，最后研究出來一套具有非常完整的輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)。二十一世紀(jì)以后,很多單位也開始研究在線監(jiān)測技術(shù)，很多研究單位研發(fā)了動(dòng)態(tài)增容系統(tǒng)、雷電定位系統(tǒng)以及微氣象監(jiān)測系統(tǒng)等，這些技術(shù)被廣泛的推廣并應(yīng)與電力系統(tǒng)中。我們國家的電網(wǎng)公司也發(fā)布了《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》等七項(xiàng)公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。從2009年起，國家電網(wǎng)公司依據(jù)智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，分批在云南、江西、福建、山西、、湖北、廣東等地建設(shè)了輸變電設(shè)備在線監(jiān)測試點(diǎn)。此外，部分網(wǎng)省公司還建立了全省的輸電線路監(jiān)控中心?，F(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)開始運(yùn)用在電網(wǎng)當(dāng)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，而輸變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的信息采集以及應(yīng)用是通常都是輸變電設(shè)備的單一的數(shù)據(jù)結(jié)果。每個(gè)系統(tǒng)沒有建立屬于自己的獨(dú)立的信息庫,信息采集的全網(wǎng)覆蓋情況有待加強(qiáng)。

3　物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測應(yīng)用中存在的問題

3.1物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是輸變電設(shè)備在線監(jiān)測實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的有效手段。物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架分為三層，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層，而主要的流程可以分為以下四個(gè)環(huán)節(jié)，也即是信息的傳送、信息的處理、信息的感知以及信息的標(biāo)識(shí)，其核心功能是處理、傳送以及感知，而感知層主要可以包括每一種標(biāo)簽以及讀寫器、二維碼標(biāo)簽和識(shí)讀器、每一種傳感器以及終端傳感器網(wǎng)絡(luò)、攝像頭和傳感器網(wǎng)關(guān)等。感知層利用GPS、傳感器網(wǎng)絡(luò)等捕獲、測量的方法，實(shí)時(shí)采集物體信息并獲取各部分在采集電力系統(tǒng)中的即時(shí)數(shù)據(jù)反饋。其應(yīng)用的各個(gè)部分基礎(chǔ)技術(shù)是在智能電網(wǎng)中，運(yùn)用包含短距離傳輸技術(shù)、傳感器以及控制技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)智能電網(wǎng)各環(huán)節(jié)相關(guān)信息進(jìn)行采集。網(wǎng)絡(luò)層包括核心網(wǎng)和接入網(wǎng)，鑒于智能電網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)的安全、傳輸?shù)目煽啃砸约皩?shí)時(shí)性的要求非常嚴(yán)格。而網(wǎng)絡(luò)層的主要的功能就是支撐物聯(lián)網(wǎng)感知層以及應(yīng)用層之間的數(shù)據(jù)通信及其傳輸。在應(yīng)用上對(duì)傳輸?shù)目煽啃?、監(jiān)控的實(shí)時(shí)性方面要求非常嚴(yán)格，其物聯(lián)網(wǎng)的主要是依賴那些通信網(wǎng)，在沒有很好的條件情況下或者是非常特殊情況下可以運(yùn)用公網(wǎng)，但是一定要做好安全防范的措施。而網(wǎng)絡(luò)層信息傳遞則主要依靠電力骨干光纖網(wǎng)輔以電力線載波通信網(wǎng)等。應(yīng)用層負(fù)責(zé)對(duì)收集的數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行分類、綜合、分析、共享。其主要是為了構(gòu)建能為各種應(yīng)用提供服務(wù)的平臺(tái)。將智能電網(wǎng)的需求與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，以找尋電網(wǎng)智能化應(yīng)用適當(dāng)方案。

3.2基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸變電設(shè)備在線監(jiān)測的問題

現(xiàn)在，在輸變電的設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)當(dāng)中，大部分都是采用三層分布式，也就是數(shù)據(jù)采集管理層及遠(yuǎn)方的監(jiān)控、就地的監(jiān)測層、站端的控制層，把監(jiān)測出來的數(shù)據(jù)經(jīng)電力通信及時(shí)地傳到總部，如下圖所示。

這時(shí)，因?yàn)檫\(yùn)用了有線的通信模式,因此一定鋪設(shè)一些通信介質(zhì)作為通信的信道,但是如此一來，不僅布線的復(fù)雜性加大而且所需施工時(shí)間較長同時(shí)增加了安裝的成本，并且在這種情況下一旦通信信道遭破壞或因自然災(zāi)害造成損害后，其故障定位的難度大大增加。

3.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備在線監(jiān)測當(dāng)中應(yīng)用的前景

在線監(jiān)測是智能電網(wǎng)建設(shè)的非常重要組成部分，這個(gè)技術(shù)不僅僅是對(duì)輸變電設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行一系列的監(jiān)測，而且還提升了設(shè)備在安全生產(chǎn)運(yùn)行的能力。這種技術(shù)也是具有非常重要的新興技術(shù)手段，這種技術(shù)已經(jīng)引起了世界上很多國家的關(guān)注，我們國家的已經(jīng)把這一重要技術(shù)作為了一項(xiàng)國家的戰(zhàn)略，并且在很多方面給與了肯定的支持。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)覆蓋全體城鄉(xiāng)用戶用電設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)成為了“感知中國”非常重要的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展不僅促進(jìn)了我國電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)與發(fā)展，更創(chuàng)造出在國際領(lǐng)先的自主原創(chuàng)的研究成果。這不僅利于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，而且拉動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)，提升了我國的綜合國力，具有及其重要的意義。

4　結(jié)束語

綜上所述，在智能電網(wǎng)中，作為基礎(chǔ)環(huán)節(jié)且分布十分廣泛的是信息的感知與收集。把信息采集、監(jiān)測監(jiān)控等方面占有極大的優(yōu)勢(shì)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備在線監(jiān)測中起著巨大的推動(dòng)作用。我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益發(fā)展，不少科研院和單位開始從事輸變電設(shè)備在線監(jiān)測中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用的研發(fā)。不少廠家也紛紛將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于設(shè)備監(jiān)測中。但基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用中仍然存在一些問題需要我們找到相應(yīng)的解決方法。從而促進(jìn)我國電力事業(yè)的不斷快速發(fā)展的需要。

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尹成（1973—）助理工程師，本科，1996年畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，從事輸電設(shè)備運(yùn)維與檢修方面的研究工作。