秦魏

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)的廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展，我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)也在不斷進(jìn)行升級(jí)，不但使高勞動(dòng)力、高人工成本、高風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)向智能化、電子化方向發(fā)展，同時(shí)也在向節(jié)能化方向發(fā)展，實(shí)施綠色生態(tài)智能電子理念。但是，在電網(wǎng)改造進(jìn)程中，變電站仍舊存在信息阻斷、共享不準(zhǔn)確、無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能化集成等問(wèn)題?；诙嗑S智能變電站設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)，文章將深入研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)變電站設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的促進(jìn)和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：智能變電站;設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè);關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM714.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）10-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.025

近幾年，我國(guó)電子信息技術(shù)的發(fā)展速度非常迅猛，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)生變化，之前對(duì)于電網(wǎng)設(shè)備的集中控制，也在逐漸向電子智能方向發(fā)展。這種發(fā)展方向就是業(yè)界一直提倡的“智能電網(wǎng)”，其聚集了21世紀(jì)以來(lái)的信息發(fā)展技術(shù)，也是電網(wǎng)系統(tǒng)逐漸走向現(xiàn)代智能化的基礎(chǔ)。

智能電網(wǎng)使用的設(shè)備，囊括了能量的高效率轉(zhuǎn)換及保障通訊通順等很多層面。另外，變電站設(shè)備也逐漸發(fā)生了一系列的變化。變電站一直是電網(wǎng)的核心部分，在改變的同時(shí)，也運(yùn)用了綠色發(fā)展方式確保智能變電站可以更高效平穩(wěn)的運(yùn)行。技術(shù)人員通過(guò)跨境追蹤及WSN，對(duì)變電站設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并運(yùn)用大數(shù)據(jù)設(shè)備分析收集到的數(shù)據(jù)?；诖?，文章詳細(xì)討論了智能變電站設(shè)備的檢測(cè)問(wèn)題。

1 智能變電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 智能變電站系統(tǒng)站群的構(gòu)成

智能變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)，由省級(jí)主站、地區(qū)級(jí)主站及站端系統(tǒng)等三方面組成。根據(jù)組成的進(jìn)程和籌劃，一般來(lái)說(shuō)從地區(qū)級(jí)開(kāi)始建立，然后再選擇相關(guān)機(jī)構(gòu)和省級(jí)方面的平臺(tái)。通俗來(lái)講，省級(jí)和地區(qū)級(jí)都可以叫做主站系統(tǒng)，主站又可以按照規(guī)定等級(jí)進(jìn)行細(xì)分，在設(shè)立變電站智能輔助系統(tǒng)時(shí)，可以依據(jù)主站的具體情況進(jìn)行多級(jí)聯(lián)動(dòng)。細(xì)分的主站，主要負(fù)責(zé)站端層的接入，借用以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸就獾钠渌恢?。除此之外，也可以運(yùn)用以太網(wǎng)與站外其他位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，從而使得平臺(tái)的數(shù)據(jù)量更大。由于區(qū)域的差異化，也要考慮到各個(gè)站群的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題，保障網(wǎng)絡(luò)管理的安全。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能變電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要包含源數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)持久層、業(yè)務(wù)邏輯層三個(gè)層面：

第一，源數(shù)據(jù)采集層。為各種各樣的物理介質(zhì)設(shè)備提供一致接口，是源數(shù)據(jù)采集層的主要內(nèi)容。其使表層用戶可以更加通透地對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行探訪，過(guò)濾掉底層紛亂龐大的物理特征，給整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)備的管理分配及搜尋提供了一致的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。

第二，數(shù)據(jù)持久層。數(shù)據(jù)持久層主要針對(duì)平臺(tái)系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合整理，同時(shí)對(duì)業(yè)務(wù)及視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行保存管理，為表層用戶提供效率更高、操作更方便的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口。

第三，業(yè)務(wù)邏輯層。業(yè)務(wù)邏輯層主要為平臺(tái)中的整體業(yè)務(wù)提供服務(wù)功能模塊。這些模塊囊括了告警的服務(wù)聯(lián)動(dòng)及視頻監(jiān)控瀏覽等多個(gè)方面，核心的處理部分也是由業(yè)務(wù)邏輯層的這些服務(wù)功能模塊構(gòu)成，這大大拓展了表層用戶可以使用的全方位服務(wù)接口。

1.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

為了各大變電站能夠集中進(jìn)行安全監(jiān)控，并削減部署系統(tǒng)所需要的成本資金，系統(tǒng)平臺(tái)可以通過(guò)局域網(wǎng)的集中監(jiān)控模式進(jìn)行安全監(jiān)控。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包含監(jiān)測(cè)站、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)中心，可以對(duì)監(jiān)測(cè)到的各種站內(nèi)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。各工作人員可依據(jù)各自的權(quán)限對(duì)站內(nèi)輔助系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)、操控和管控處理，以便更好地達(dá)成統(tǒng)一管理模式[1]。

2 全維度智能變電站通信設(shè)計(jì)及原則

通信網(wǎng)絡(luò)主要用于維持各個(gè)網(wǎng)格單元傳感器及傳動(dòng)器之間的數(shù)據(jù)通信。智能電網(wǎng)通信體系結(jié)構(gòu)，主要包含物理鏈路體系結(jié)構(gòu)、邏輯鏈路示范例子、接入口網(wǎng)絡(luò)的選擇等體系結(jié)構(gòu)。

微型傳感器節(jié)點(diǎn)的可靠性和性能不斷提高，可以捕捉智能變電站系統(tǒng)中的噪音及溫度變化等物理數(shù)據(jù)信息，同時(shí)將捕捉到的周?chē)h(huán)境物理特性反饋到定量測(cè)量中。相比傳統(tǒng)的傳感器而言，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，主要具有容錯(cuò)能力強(qiáng)、精度高、覆蓋范圍廣、局部特征提取能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在這方面，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)為我國(guó)電力系統(tǒng)，特別是大中型城市地區(qū)自動(dòng)化的使用普及，提供了一種低投入、低功率的無(wú)線通信方式。

3 全維度智能變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系

變電站設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)以智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為重點(diǎn)。為了確保智能變電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員必須確保信息收集及對(duì)信息的分析可以正常進(jìn)行傳輸，并確保通信網(wǎng)絡(luò)的安全。

首先，要對(duì)傳輸網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)行分析。傳輸網(wǎng)絡(luò)是確保智能變電站系統(tǒng)順利運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在，我國(guó)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和我國(guó)的通信技術(shù)密切相關(guān)。對(duì)此，文章以為，只有建立統(tǒng)一的通信協(xié)議，才能確保傳輸網(wǎng)絡(luò)暢通。通過(guò)建立這種通信協(xié)議，可以為數(shù)據(jù)的傳輸格式和規(guī)則提供通信方式。我國(guó)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，也讓這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)度有了巨大突破，使得本體系的運(yùn)行速度更加快速方便。

其次，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行了分析。在智能變電站狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)中，通信網(wǎng)絡(luò)是確保傳感器順暢通信的主要技術(shù)。傳感器可以感應(yīng)到變電站設(shè)備中的各類(lèi)數(shù)據(jù)信息，并且可以對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，比如設(shè)備中的溫度以及振動(dòng)等數(shù)據(jù)。通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是傳輸數(shù)據(jù)的重要途徑，若是沒(méi)有這項(xiàng)技術(shù)，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)輸以及檢測(cè)。但是在一些人流量大的城市中，無(wú)法做到每個(gè)變電站都具備通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。相比之前的通信網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線傳輸覆蓋范圍更廣，對(duì)于土地的占用面積更小，同時(shí)也更加智能，是使變電站監(jiān)測(cè)設(shè)備更加智能化、電子化的重要技術(shù)。其不但滿足了大型城市的需求，也反映出無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展趨勢(shì)。因此，文章對(duì)此進(jìn)行了著重分析。

最后，在對(duì)全智能變電站設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，還需要對(duì)體系中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析和探討。為了確保智能變電站狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運(yùn)行，必須對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的可靠性進(jìn)行加強(qiáng)，如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、服務(wù)質(zhì)量等。而拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、服務(wù)質(zhì)量也和網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商有著密不可分的關(guān)聯(lián)。而每個(gè)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)方式也各不相同，這極易形成體系內(nèi)部可靠性不穩(wěn)定的問(wèn)題。

在智能電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的初步階段，技術(shù)人員依據(jù)程序端點(diǎn)的具體位置對(duì)拓?fù)涞闹饕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了選擇，主要選擇的結(jié)構(gòu)就是樹(shù)結(jié)構(gòu)。變電站路由器設(shè)立在集中位置中最易進(jìn)行識(shí)別的地方，四處較小的變電站聚集在一個(gè)大型變電站中，通過(guò)儀表技術(shù)，聚集變電站的計(jì)量，最終直接接入到核心網(wǎng)絡(luò)中。早期電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要以圖形形式表示，這種結(jié)構(gòu)便是迭代設(shè)計(jì)的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，運(yùn)行時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求非常大，同時(shí)運(yùn)行的消耗量也很大，并不適用現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展方向。對(duì)此，可以從空間上找到更好的方法，通過(guò)將原來(lái)的并行過(guò)程改為空間和三維，從而增加控制面和控制強(qiáng)度，提高運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性[2]。

4 智能變電站的系統(tǒng)實(shí)施

4.1 設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)智能變電站運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的重要控制系統(tǒng)，由變電站的多個(gè)子系統(tǒng)組成，其中包括環(huán)境監(jiān)測(cè)、照明及排澇等多項(xiàng)子系統(tǒng)。其主要對(duì)智能變電站設(shè)備起到保護(hù)作用，并且也可以提前預(yù)防設(shè)備中可能出現(xiàn)的故障，確保工作人員可以第一時(shí)間了解設(shè)備的隱患問(wèn)題，提前規(guī)劃解決方案。

在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)在原有的掛在變電所內(nèi)壁的普通溫濕度檢測(cè)儀的基礎(chǔ)上，針對(duì)電壓增加了多個(gè)?？厥?，并在兩個(gè)蓄電池室安裝了針對(duì)溫濕度的感應(yīng)器，實(shí)時(shí)采集變電站溫濕度，提高溫濕度監(jiān)測(cè)水平。當(dāng)溫濕度超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警，防止設(shè)備因工作溫度過(guò)高而損壞。

另外，在燈光控制子系統(tǒng)中增加了燈光控制器，從而達(dá)到控制平臺(tái)的目的，并針對(duì)平臺(tái)安全問(wèn)題增加了攝像機(jī)跟蹤器等功能。一旦平臺(tái)發(fā)生事故，攝像機(jī)便會(huì)對(duì)事故地點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)對(duì)焦并啟動(dòng)每個(gè)平臺(tái)的關(guān)聯(lián)機(jī)制，開(kāi)啟對(duì)應(yīng)的照明探視燈。若是在夜間需要對(duì)場(chǎng)所進(jìn)行視頻巡檢，應(yīng)依據(jù)攝像頭的巡檢路段控制燈光的開(kāi)關(guān)[3]。

4.2 安全防范系統(tǒng)

安全系統(tǒng)囊括了視頻監(jiān)控消防及防盜等多個(gè)子系統(tǒng)，通過(guò)這些系統(tǒng)保障智能變電站的平穩(wěn)運(yùn)行。在最基本的安全系統(tǒng)上增添各個(gè)方面的子系統(tǒng)，可以第一時(shí)間了解變電站的運(yùn)行狀態(tài)，減少存在的隱患、缺陷，確保工作人員可以高效、方便地完成安全管理工作。除此之外，防盜子系統(tǒng)在主控室增添了紅外傳感器，同時(shí)建立了紅外雙重識(shí)別、移動(dòng)檢測(cè)等變電所綜合監(jiān)控和配套措施，以保障主控室可以平穩(wěn)安全地運(yùn)行[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)的電網(wǎng)系統(tǒng)也在不斷進(jìn)行改良。變電站是整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)改良的重點(diǎn)，在改良過(guò)程中要切實(shí)依據(jù)變電站的具體情況實(shí)施對(duì)應(yīng)措施。從智能變電站監(jiān)測(cè)體系及系統(tǒng)實(shí)施等方面入手，對(duì)檢測(cè)體系及實(shí)施方案不斷進(jìn)行改進(jìn)，只有這樣才能確保檢測(cè)系統(tǒng)的順利運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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