王學良

摘 要 配電網(wǎng)及變電站網(wǎng)絡中電力設備的監(jiān)測是保證電網(wǎng)安全運行的重要內(nèi)容，也是智能電網(wǎng)建設中的一項重要工作。目前，在智能電網(wǎng)的發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)等信息通信中，配電線路信息通信技術(shù)仍然是一個薄弱環(huán)節(jié)。因此，有必要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對智能電網(wǎng)的信息化、自動化和交互化予以實現(xiàn)。公司經(jīng)過多年的積累，基于物聯(lián)網(wǎng)的信息融合技術(shù)，開發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)應用中間件，可以在收集原始數(shù)據(jù)的同時對大量信息進行處理和計算，從海量無序的原始數(shù)據(jù)中提取和分析對智能網(wǎng)格系統(tǒng)有特殊意義的數(shù)據(jù)，將網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸總量減少，從而將網(wǎng)絡負載降低。

關(guān)鍵詞 智能電網(wǎng) 配變電技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng) 監(jiān)測系統(tǒng)

中圖分類號：TM7;TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）04-0009-02

1 前言

隨著社會不斷進步，經(jīng)濟不斷發(fā)展，科學技術(shù)、信息技術(shù)日益革新，同時全球性資源、環(huán)境問題愈來愈突出，國際電力發(fā)展面臨著不可忽視的現(xiàn)實選擇——為了未來可持續(xù)發(fā)展，必須依托現(xiàn)代信息通信與控制技術(shù)，積極發(fā)展智能電網(wǎng)。

電力研究所（EPRI）在2001年最早提出了智能電網(wǎng)的概念。后來，2003年提出并研究了智能電網(wǎng)研究框架。智能電網(wǎng)本質(zhì)上是一條龍服務，它集創(chuàng)新的技術(shù)工具、產(chǎn)品和服務于一體，采用先進的傳感、通信和控制技術(shù)，為客戶提供終端設備和設備發(fā)電、輸配電，與客戶之間能夠?qū)崿F(xiàn)雙向交流，在信息上給客戶提供更多的選擇，更多的功率輸出，更高的參與率和能效需求。

對智能電網(wǎng)的建設，中國高度重視，將大量的能源投入其中，并且制定了完善的可執(zhí)行的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。國家電網(wǎng)公司有特高壓作為骨干，有協(xié)調(diào)發(fā)展的各級電網(wǎng)為基礎，正在全面建設具有國際領先地位的信息化、自動化、互動化的智能強網(wǎng)。國家電網(wǎng)將建設一個強大、可靠、低成本、清潔、環(huán)保，并且能透明發(fā)展、友好互動的智能電網(wǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)近年來獲得了突飛猛進的發(fā)展。信息通信技術(shù)不斷發(fā)展到一定程度后，智能電網(wǎng)中必然要應用物聯(lián)網(wǎng)，這是無可置疑的。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將在電力系統(tǒng)基礎設施資源的有效整合，以及電力系統(tǒng)信息化水平的提高中起到重大作用。經(jīng)過多年積累，中科商用中間件有限公司以物聯(lián)網(wǎng)的信息匯聚技術(shù)為基礎，開發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)應用中間件Informsuite IoT Edgeserver，它可以在收集原始數(shù)據(jù)的同時進行大量的信息處理和計算。從大量混沌的原始數(shù)據(jù)中提取和導出對智能電網(wǎng)系統(tǒng)有特定意義的數(shù)據(jù)，可以降低網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸總量和網(wǎng)絡負荷[1]。

2 軟件物聯(lián)網(wǎng)應用中間件

信息套件物聯(lián)網(wǎng)解決方案是公司為物聯(lián)網(wǎng)解決方案開發(fā)的基礎中間件平臺。

I IES提供了廣泛的傳感器支持，可以通過靈活和可擴展的框架快速支持各種傳感器設備，減少企業(yè)對傳感器依賴的風險，同時提供了一個強大的事件處理引擎，大量的傳感器信息被過濾、分組、關(guān)聯(lián)和聚合產(chǎn)生透明的業(yè)務數(shù)據(jù)，這增強了傳感器數(shù)據(jù)的透明度;提供模擬工具、壓力測試工具、設計工具和sdk設備開發(fā)包，基于rfid和傳感器應用的傳感器開發(fā)和部署解決方案的可視化開發(fā)支持;傳感器設備管理和監(jiān)控工具，以促進設備的規(guī)劃和控制。信息產(chǎn)品族的成員和功能描述列于表1[2]。

3 配變電智能監(jiān)測系統(tǒng)主要功能

智能電網(wǎng)中的配送和分銷環(huán)節(jié)在生產(chǎn)過程中占有很大的比重。監(jiān)測配電網(wǎng)電力設備是保證電網(wǎng)安全運行必須要做的工作，在智能電網(wǎng)的建設中，也占據(jù)重要地位。一般來說，配電變電設備分布廣泛，大部分配置在戶外，容易受到天氣和人為因素的影響。因此，在各種電力設備的日常運行中，有必要監(jiān)測和記錄其運行參數(shù)、設備異常狀態(tài)、設備損壞、性能退化等，并采取相應措施消除隱患，避免電力設備出現(xiàn)故障。

配電信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)的發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)的信息通信中相對薄弱。特別是由于迅速發(fā)展的經(jīng)濟和不斷擴大的電網(wǎng)規(guī)模，配電設備的數(shù)量和差動量迅速增加，運行情況復雜，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為手段，將智能電網(wǎng)的信息化、自動化和交互化一一實現(xiàn)已迫在眉睫。

智能配電及變電站監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能如下：

（1）電力設備的監(jiān)控和預警，部署在配電及變電站設備上的傳感器能夠?qū)⑦\行環(huán)境和設備狀態(tài)信息進行精確采集，取代人工監(jiān)測，保證監(jiān)控結(jié)果更加準確。通過實時監(jiān)測設備運行環(huán)境和狀態(tài)信息，有助于早期診斷和預警設備故障，提高配變設備的故障防范能力[3]。

（2）電力設備維護輔助，傳感器節(jié)點同時具有rfid功能，并能將設備本身的信息進行存儲，如設備恢復、巡檢標準作業(yè)指導書等?，F(xiàn)場工作中，能提供給現(xiàn)場人員，有利于現(xiàn)場指導和跟蹤數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

（3）對電力設備進行記錄和定位，同時能定位野外作業(yè)人員。通過射頻識別檢查人員的定位，監(jiān)督和規(guī)范檢查人員，使其檢查設備時必須按照預定路線，避免遺漏檢查。

4 配變電設備監(jiān)測方案

基于公司的智能配電變電站監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的網(wǎng)絡實體包括傳感器節(jié)點、固定物聯(lián)網(wǎng)設備代理、手持式rfid閱讀器和物聯(lián)網(wǎng)服務器。其中，在配電設備的安全部分部署傳感器節(jié)點，采集運行中電力設備的狀態(tài)和周圍的環(huán)境信息，能進行基本的運行控制，并能簡單地處理數(shù)據(jù)。射頻識別標簽需要安裝在沿著檢查路線部署的傳感器節(jié)點上?？梢詫⒃S多不同的傳感器模塊配置在傳感器節(jié)點上，以獲得多種類型的狀態(tài)信息，并用于電力設備的分布監(jiān)測[4]。最基礎的感官信息包括設備本身的溫度、工作環(huán)境的溫度、設備的振動、工作環(huán)境的濕度、設備的泄漏電流等。

物聯(lián)網(wǎng)設備代理部署在變電站，負責采集變電站、變電站和傳感器網(wǎng)絡的整個網(wǎng)絡的信息，并通過支持網(wǎng)絡將信息發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)服務器。物聯(lián)網(wǎng)服務器對傳感器信息進行分析和處理，生成透明的業(yè)務數(shù)據(jù)，從而支持整個配電監(jiān)控系統(tǒng)。手持式rfid閱讀器由工作人員隨身攜帶，用于電氣設備的日常維護和檢查。當檢查員用rfid閱讀器接近電子設備時，他或她會主動掃描通信范圍內(nèi)的無線電頻率信息。信息可以通過核心網(wǎng)絡直接收集到物聯(lián)網(wǎng)服務器，也可以由設備代理過濾，然后收集到數(shù)據(jù)中心的物聯(lián)網(wǎng)服務器。該設備代理的數(shù)據(jù)處理能力較強，并且通信能力非常完善。它可以對采集到的數(shù)據(jù)進行聚合、過濾、聚合和判斷，從而減少網(wǎng)絡負載。

5 總結(jié)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將物聯(lián)網(wǎng)應用于智能電網(wǎng)中，勢必會推動智能電網(wǎng)的發(fā)展，有助于在線檢測電網(wǎng)各環(huán)節(jié)中的重要運行參數(shù)，并且實現(xiàn)實時信息控制?；诠镜男畔⑷诤戏桨笧橹悄芘渥儽O(jiān)控系統(tǒng)提供了良好的技術(shù)支持和靈活、可擴展的軟件體系結(jié)構(gòu)。

參考文獻：

[1] 鮑恩奇，姚騰飛.基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的配電網(wǎng)線損管理解決方案[J].今日自動化，2020（02）：31-32，35.

[2] 倪少軍，李雙良，匡欣欣，劉彬.面向煤礦供電的智能分布式防越級保護系統(tǒng) [J].工礦自動化，2021，41（S1）：78-80，87.

[3] 李娜，陳晰，吳帆，李祥珍.面向智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)信息聚合技術(shù)[J].信息通信技術(shù)，2010（02）：21-28.

[4] 佚名.智能配變電監(jiān)控系統(tǒng)解決方案[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012（01）：19-20.