張祥明

中國葛洲壩集團(tuán)電力有限責(zé)任公司

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備管理中的應(yīng)用

張祥明

中國葛洲壩集團(tuán)電力有限責(zé)任公司

本文以輸變電設(shè)備管理作為研究對象，探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備管理中的應(yīng)用及相關(guān)問題。首先對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了簡要概述，主要介紹了輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)及相關(guān)的全壽命周期管理問題，并在此基礎(chǔ)之上，從智能電網(wǎng)的角度、作用的角度、管理效用的角度深入探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備管理方面的應(yīng)用問題。希望能夠通過本文初步論述可以引起更多的關(guān)注與更為廣泛的交流，從而為該方面的理論研究工作以及管理實踐工作提供一些有價值的信息，以供參考。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；輸變電；設(shè)備管理；應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步，我國已經(jīng)初步實現(xiàn)了現(xiàn)代化，從基礎(chǔ)建設(shè)方面看，完成了諸如電網(wǎng)改造等大型工程，而且隨著對于信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及各種設(shè)備、技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)新，正在逐漸向著智能電網(wǎng)的方向轉(zhuǎn)型與發(fā)展；物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至今已經(jīng)得到了更多的關(guān)注，而且從國外的研究，以及我國的研究來看，其應(yīng)用條件相對成熟，而且，實踐也證明了其應(yīng)用的普遍有效性。以下就通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備管理中的應(yīng)用來展開具體說明。

一、概述

物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，它以信息傳感設(shè)備作為路徑，實現(xiàn)約定協(xié)議，從而完成信息的交換、通信、識別、定位、監(jiān)管等。輸變電設(shè)備是電網(wǎng)的構(gòu)成部分，對其進(jìn)行智能監(jiān)測、評估管理，有利于推動智能電網(wǎng)建設(shè)工作向著更高的水平發(fā)展。從輸電狀態(tài)監(jiān)測方面看，有導(dǎo)線溫度監(jiān)測、絕緣端子污穢監(jiān)測、覆冰監(jiān)測、微氣象監(jiān)測等；從變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方面看，有高壓電容型設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、高壓電力變壓器狀態(tài)監(jiān)測、電力電纜監(jiān)測等?？傮w上來看，輸變電設(shè)備管理中的狀態(tài)以正常、異常、故障三種為主。另一方面，在設(shè)備管理中以全壽命周期管理為主，主要是將設(shè)備資產(chǎn)作為研究對象，從而按照系統(tǒng)論的思維，進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、全面安排相關(guān)事宜，如規(guī)劃設(shè)計、采購、運行及報廢等，以達(dá)到成本最優(yōu)、系統(tǒng)全面優(yōu)化的目標(biāo)。因此，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，實際上就是在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、全壽命周期管理方面的應(yīng)用。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

在融合智能電網(wǎng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)方面，主要以感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層為主，在感知層主要是標(biāo)簽、識讀器、攝像頭、傳感器等，將其分為感知控制子層、通信延伸子層，前者傳感、后者連接，形成網(wǎng)絡(luò)的全面聯(lián)通；而智能電網(wǎng)可能通過它來完成信息采集、完成通信接入。在網(wǎng)絡(luò)層以接入、核心網(wǎng)為重，主要是起到傳遞、路由、控制的作用；而應(yīng)用層實際上就是物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的完整結(jié)合，用來解決各種可能存在的問題，重點在于智能型的信息交流、能源利率、電力互補、保障安全以及達(dá)到優(yōu)化，節(jié)約成本。

首先，在輸電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方面的應(yīng)用，監(jiān)測是將傳感器，接于桿塔、輸電線路、重要設(shè)備等，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集；在不同的監(jiān)測中以多種類型傳感器綜合信息實現(xiàn)評析，從而得到監(jiān)測結(jié)果。通信方式是GPRS或CDMA，由于效果不理想，目前以4G或OPGW光纜+無線寬帶的鏈路為主，而且光纖傳感更好的實現(xiàn)了無源傳感；整體上看，監(jiān)測的實際系統(tǒng)中，流程以數(shù)據(jù)采集、存儲、分析、顯示為主，而在智能分析、數(shù)據(jù)深層挖掘、可視化展示等這些較高層面，還有待進(jìn)一步開發(fā)、強化與深入研究，從而推進(jìn)智能化。

其次，在變電設(shè)備狀態(tài)方面的監(jiān)測，在物聯(lián)網(wǎng)分層結(jié)構(gòu)之中，感知層即過程層，應(yīng)用層即站控制層，因而，智能化的變電站非常典型，它與輸電站設(shè)備監(jiān)測基本原理一致，但監(jiān)測對象不同，因而監(jiān)測方法上有所差異，會以針對性為主，比如，油中溶解氣體、局部放電在線監(jiān)測就是對關(guān)鍵狀態(tài)的監(jiān)測方法。以電容型設(shè)備為例，其電流互感器、電容式電壓互感器等，監(jiān)測對象是電容量、介質(zhì)損耗，因而，需要對頻率波動、硬件零漂，以及對相關(guān)溫濕度進(jìn)行穩(wěn)定性、可靠性的監(jiān)測與管理，以達(dá)到監(jiān)測水平的提升，通常可以通過避雷器阻性電流分量、功率損失來達(dá)到對它的在線監(jiān)測等。

第三，在輸變電設(shè)備全壽命周期管理方面，注重全面性與全過程管理，這種系統(tǒng)規(guī)劃重點在于降低成本、提高效率；立足我國電網(wǎng)資產(chǎn)基本實情看，電網(wǎng)企業(yè)在技術(shù)、市場方面依然缺乏足夠的活力，因此，通過引入全壽命周期成本進(jìn)行設(shè)備管理，能夠更好的改善這種狀況；而在管理過程中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)，則能夠?qū)崿F(xiàn)各類傳感器的監(jiān)測，對其全景狀態(tài)信息加以了解，通過設(shè)備本體屬性的關(guān)聯(lián)，完成各種設(shè)備狀態(tài)的評估，從而對其壽命加以科學(xué)預(yù)估，并為其周期成本方面決策提供重要依據(jù)，以提高管理的科學(xué)性、專業(yè)性、精準(zhǔn)性、實時性；這樣就可以在管理的各個階段有一個更加詳細(xì)、周全的科學(xué)規(guī)劃與完善管理。在這方面，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)，范圍最大，需要對輸變電設(shè)備的環(huán)境、工況、臺賬、試驗、缺陷等全方位信息加以采集、分析、預(yù)測，并做出合理的建議方案。從目前來看，在這方面還應(yīng)該有所深化，比如，增加智能監(jiān)測模型、增加全景狀態(tài)信息模型、提高一體化智能監(jiān)測裝置的研發(fā)、完善智能化管理技術(shù)平臺、統(tǒng)一接口與規(guī)約，利用“云計算”來增加綜合管理的科學(xué)性等。

結(jié)束語

總之，在新的時代就要有與時俱進(jìn)、因時制宜的思想，尤其是在人類面對生存危機的當(dāng)前社會，需要不斷的進(jìn)行創(chuàng)新與研究，從而發(fā)揮出人的主體價值，并利用人類的智慧不斷的增加智能化技術(shù)的發(fā)展；從而不斷克服生態(tài)問題與環(huán)境問題，并減少資源的耗費。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷應(yīng)用，智能化的電網(wǎng)計劃實踐會越來越多，而且，從數(shù)字化向智能化的轉(zhuǎn)型與發(fā)展已經(jīng)成為了電力行業(yè)發(fā)展的潮流；盡管物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)領(lǐng)域雖然發(fā)展緩慢，但其功能與效用已經(jīng)表明，它能夠在體系構(gòu)架的系統(tǒng)中，實現(xiàn)一體化的智能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。因此，應(yīng)該增加這方面的深入研究。

［1］朱海濤，李珍，王鑫等.紅外圖譜庫在750kV輸變電設(shè)備管理中的應(yīng)用［J］.甘肅科技縱橫，2014（3）.

［2］王凱.基于壽命周期成本的輸變電設(shè)備管理模式研究［J］.低碳世界，2015（30）.

張祥明（1985-），男，漢族，湖北宜昌人，本科，工程師，主要研究方向：為發(fā)配電及輸變電線路工程。