摘要：首先分析了輸電線路物聯(lián)網(wǎng)、變電站物聯(lián)網(wǎng)、配電物聯(lián)網(wǎng)的總體建設(shè)思路，然后闡述了輸配電設(shè)備泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的未來發(fā)展趨勢，對今后構(gòu)建電力系統(tǒng)的泛在物聯(lián)網(wǎng)運營體系提供了重要的參考依據(jù)，對推進輸配電泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展進程起了到積極作用。

關(guān)鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng);建設(shè)思路;發(fā)展趨勢

0 引言

為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)“三型兩網(wǎng)、世界一流”的戰(zhàn)略目標，近年來，國家加大了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)力度，明確了輸電線路物聯(lián)網(wǎng)、變電站物聯(lián)網(wǎng)、配電物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)思路，利用衛(wèi)星遙感、智能傳感、數(shù)據(jù)分析等高科技技術(shù)，逐步推進輸配電設(shè)備泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)進程。

1 輸配電設(shè)備泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)思路

1.1 ? ?輸電線路物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)思路

輸電線路空間跨度大、運行環(huán)境差，跨越區(qū)域的氣候條件具有較大差異，因此，應(yīng)充分考慮輸電線路廣域、海量監(jiān)測小數(shù)據(jù)以及長時間間隔的特點，構(gòu)建泛在物聯(lián)網(wǎng)。在空中，利用雷達遙感衛(wèi)星監(jiān)測輸電線路的山火、通道異物以及桿塔;在地面，將導線溫度監(jiān)測裝置、分布式故障定位裝置等作為邊緣計算設(shè)備，借助于LoRa等微功率無線通信方式收集數(shù)據(jù)信號，進而通過邊緣計算設(shè)備回傳海量小數(shù)據(jù)，以有效解決山區(qū)輸電信號弱的問題。

輸電線路物聯(lián)網(wǎng)的高級應(yīng)用包括故障/缺陷事前預(yù)警模塊、事中快速處理和事后準確評估模塊。其中，事前預(yù)警模塊能夠及時發(fā)現(xiàn)傳輸通道內(nèi)的違章建筑、各種異物以及超高樹木等，并發(fā)出預(yù)警信號，為故障排除贏取大量時間。極端工況沙盤推演功能可以對線路的實時運行工況進行推演，以確定輸電線路的薄弱環(huán)節(jié)，然后通過加固舉措，提高輸電線路的故障風險防御能力[1]。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)總體框架如圖1所示。

1.2 ? ?變電站物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)思路

由于變電設(shè)備中的變壓器、氣體絕緣金屬封閉開關(guān)、刀閘等設(shè)備同時運轉(zhuǎn)，內(nèi)部物理空間相對較為復雜，因此，構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)時，首先應(yīng)當利用多點同步監(jiān)測功能實現(xiàn)初步定位，同時通過本地的變電設(shè)備測量表征參量以及設(shè)備衰減速度較快的參量。

在變電站物聯(lián)網(wǎng)中，站域級邊緣計算設(shè)備融合了變電站環(huán)境、運行狀態(tài)、電氣參量等信息，具有深度感知、風險預(yù)警及預(yù)警信息推送功能，其中站域級集成感知陣列具有傳感視頻、紅外、聲音、氣味的功能屬性，因此，無需接觸變電站設(shè)備，就能夠利用全球定位系統(tǒng)采集樣本。

變電站物聯(lián)網(wǎng)的高級應(yīng)用包括故障智能診斷系統(tǒng)、作業(yè)人員安全管控系統(tǒng)以及主輔設(shè)備聯(lián)動系統(tǒng)，智能診斷就是借助于人工智能技術(shù)，測量和確定變電站設(shè)備的故障類型與故障位置，進而降低變電站發(fā)生故障的概率。作業(yè)人員安全管控系統(tǒng)利用視頻監(jiān)控，監(jiān)督作業(yè)人員的個人操作行為，當作業(yè)人員違規(guī)操作規(guī)范時，系統(tǒng)將第一時間發(fā)出報警信號，提醒作業(yè)人員遵守操作規(guī)范，能夠有效降低事故率。而主輔設(shè)備聯(lián)動系統(tǒng)主要針對變電設(shè)備過熱、水浸、失火等異常工作狀況，隨時啟動風機、空調(diào)、水泵等輔助設(shè)備，使變電設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)。

變電站物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)架構(gòu)如圖2所示。

1.3 ? ?配電物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)思路

配電設(shè)備是整個電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，一旦配電設(shè)備發(fā)生故障，將發(fā)生區(qū)域性停電事件，據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)表明，有96%以上的停電事件是由配電設(shè)備故障引起的。因此，在構(gòu)建配電物聯(lián)網(wǎng)時，應(yīng)全面考慮配電網(wǎng)絡(luò)的復雜性與多變性。尤其在選擇邊緣計算設(shè)備與電力設(shè)備的云后臺通信方式時，應(yīng)當符合地域性特點，在城市區(qū)域應(yīng)當選擇無線網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)，在偏遠山區(qū)可以選擇電力系統(tǒng)的專業(yè)NB-IoT通信方式。

配電物聯(lián)網(wǎng)的高級應(yīng)用包括故障預(yù)警、故障處理以及用戶服務(wù)三大模塊。故障預(yù)警模塊能夠準確定位配電設(shè)備的故障位置，并及時發(fā)出故障預(yù)警信號。故障處理模塊能夠自動辨識停電臺區(qū)的數(shù)據(jù)信息，并輔助故障指示裝置定位故障位置。而用戶服務(wù)模塊能夠結(jié)合不同時段的線損變化，精準識別出漏電與竊電等異常工況，并對用戶的電力能源質(zhì)量進行跟蹤監(jiān)測，以確保用戶能夠正常使用電力能源[2]。

配電物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)架構(gòu)如圖3所示。

2 輸配電設(shè)備泛在電力物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展趨勢

從泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)層面看，未來一段時期內(nèi)，它將有效帶動取能、傳感、數(shù)據(jù)應(yīng)用等技術(shù)的同步發(fā)展。其中，取能技術(shù)能夠滿足電力系統(tǒng)的低功耗要求，使系統(tǒng)級芯片系統(tǒng)向著節(jié)能降耗方向發(fā)展。新型的傳感技術(shù)將大幅提高電力裝置的安全可靠性，成為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的突破口。數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)則朝著安全及智能化分析方向發(fā)展，安全防控模塊也將涵蓋身份認證、分類授權(quán)、預(yù)警信息自動分發(fā)等功能，進而為電力系統(tǒng)的安全運行保駕護航。

3 結(jié)語

綜上所述，構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)框架是新時代、新背景下電力行業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的一項重要舉措，向著實現(xiàn)萬物互聯(lián)的美好愿景邁出了關(guān)鍵一步。隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)思路的日漸純熟，將無法撼動電力能源企業(yè)在市場競爭中的主導地位，與發(fā)達國家之間的差距也將逐步縮減。

[參考文獻]

[1] 周峰.探究泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)[J].城鎮(zhèn)建設(shè)，2019（12）：268.

[2] 楊懷琴.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)時代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（29）：169-170.

收稿日期：2020-01-07

作者簡介：梁天宇（1991—），女，山西呂梁人，助理工程師，研究方向：電氣工程。