張墨陽(yáng) 羅艇
浙江省麗水市蓮都區(qū)供電有限公司 浙江麗水 323000
隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展,電網(wǎng)基建、電網(wǎng)改造等項(xiàng)目大量建設(shè)投產(chǎn),電網(wǎng)運(yùn)行方式越來(lái)越復(fù)雜,電網(wǎng)非正常運(yùn)行方式明顯增多,電網(wǎng)安全穩(wěn)定問(wèn)題也日益凸顯。系統(tǒng)故障后的各種原因?qū)е律a(chǎn)管理、決策部門(mén)不能及時(shí)、準(zhǔn)確獲取事故現(xiàn)場(chǎng)第一手信息資料,降低了管理效率和工作質(zhì)量,這也促使保護(hù)管理部門(mén)需要采用更先進(jìn)、更科學(xué)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)的二次設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一、有效的管理。在電網(wǎng)發(fā)生故障的情況下,使繼電保護(hù)人員及時(shí)掌握故障信息,快速判斷故障發(fā)生的地點(diǎn)、性質(zhì)和故障范圍,準(zhǔn)確分析故障原因,并采取正確措施避免事故擴(kuò)大、減少故障損失尤為重要。電力物聯(lián)網(wǎng)是指采用“大云物移智”的現(xiàn)代先進(jìn)通信和信息技術(shù)對(duì)電力能源中的人、機(jī)、物進(jìn)行連接,對(duì)電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行、運(yùn)行管理以及客戶(hù)服務(wù)等進(jìn)行相互滲透以及深度融合,從而能夠全面感知電力系統(tǒng)狀態(tài)、高效處理多源信息、便捷靈活應(yīng)用多類(lèi)型功能[1]。我國(guó)電網(wǎng)公司對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)的定義是:將發(fā)電公司及其設(shè)備、輸電系統(tǒng)及其設(shè)備、電力用戶(hù)及其設(shè)備以及人、物進(jìn)行連接,形成以電網(wǎng)為樞紐的數(shù)據(jù)共享體系,為發(fā)電、輸電、配電、用戶(hù)以及政府社會(huì)提供服務(wù)。電力物聯(lián)網(wǎng)基于感知、高性能通信和數(shù)據(jù)信息處理以及高級(jí)電力應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)電力流、數(shù)據(jù)流以及業(yè)務(wù)流的一體化深度融合,以提升電網(wǎng)的安全運(yùn)行性能和效率。
物聯(lián)網(wǎng)輸電線路在線檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,首先需要對(duì)系統(tǒng)任務(wù)充分把握,主要包括三個(gè)方面的任務(wù),即感知層任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)層任務(wù)及應(yīng)用層任務(wù)。其中,對(duì)于感知層任務(wù)而言,其主要就是需要在對(duì)電網(wǎng)信息進(jìn)行收集過(guò)程中,這一數(shù)據(jù)依據(jù)統(tǒng)一設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)向匯聚控制器進(jìn)行傳遞,這也是感知層應(yīng)用中的主要任務(wù)。感知層在對(duì)信息進(jìn)行收集過(guò)程中,通過(guò)對(duì)導(dǎo)線、地線以及絕緣子與桿上相關(guān)信息實(shí)行監(jiān)控,可對(duì)設(shè)備中相關(guān)變量值實(shí)行監(jiān)控,從而對(duì)于輸電線路中的各個(gè)方面更好地了解,使輸電線路檢測(cè)可以得到比較理想的效果。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)層任務(wù)而言,其主要就是對(duì)來(lái)源于感知層的相關(guān)知識(shí)信息,向電網(wǎng)內(nèi)部準(zhǔn)確進(jìn)行傳遞,從而將相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供給后續(xù)電力系統(tǒng),對(duì)于感知層相關(guān)信息進(jìn)行采集傳輸屬于網(wǎng)絡(luò)層的主要工作及任務(wù),在該信息傳遞中需要遵循相關(guān)通信規(guī)定。應(yīng)用層的任務(wù)主要就是對(duì)網(wǎng)絡(luò)層所收集傳遞的信息進(jìn)行分析,從而了解輸電線路中的問(wèn)題,以便后續(xù)有效解決這些問(wèn)題。
(1)配電線路非電量和微氣象在線監(jiān)測(cè)。利用傳感器在線采集并傳輸配電線路相關(guān)參數(shù),如:桿塔傾斜角、溫度、濕度、光照強(qiáng)度等,計(jì)算不同光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)太陽(yáng)能光伏板的平均功率,確保系統(tǒng)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的安全穩(wěn)定性。
(2)配電線路監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸分析。利用傳感器進(jìn)行配電線路運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)量的周期性采集工作,對(duì)配電線路狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸、訪問(wèn)、下載、統(tǒng)計(jì)和分析,及時(shí)獲悉配電線路運(yùn)行狀態(tài)及預(yù)警信息,確保配電線路的合理規(guī)劃。
(3)配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)終端節(jié)點(diǎn)的功率估算。由傳感器芯片功率、監(jiān)測(cè)周期、傳感器持續(xù)工作時(shí)間為依據(jù),進(jìn)行配電線路監(jiān)測(cè)終端節(jié)點(diǎn)功率的估算,獲悉有效光照時(shí)間,由此估算蓄電池容量,確定蓄電池更換時(shí)間,保證終端節(jié)點(diǎn)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。
應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)輸電線路在線檢測(cè)系統(tǒng)中的最后一層,這一層的功能主要就是對(duì)于由網(wǎng)絡(luò)層所傳遞過(guò)來(lái)的信息,對(duì)其實(shí)行預(yù)加工,并且在同一編碼之后進(jìn)行存儲(chǔ),在此基礎(chǔ)上依據(jù)這些信息對(duì)線路中存在的相關(guān)故障及問(wèn)題進(jìn)行判斷。在應(yīng)用層實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,其主要就是對(duì)來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)層的有關(guān)信息實(shí)行加工處理,而其處理方式就是通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)建模,對(duì)于所得到數(shù)據(jù)在正常運(yùn)行的輸電線路中進(jìn)行應(yīng)用,對(duì)于其中存在的有關(guān)變量實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并且將其與正常運(yùn)行狀態(tài)下的變量數(shù)值進(jìn)行對(duì)比,依據(jù)對(duì)比情況判斷實(shí)際運(yùn)行線路是否有相關(guān)問(wèn)題存在,從而可以及時(shí)檢測(cè)到線路中存在的問(wèn)題,為輸電線路故障的有效維修提供合理的依據(jù)及支持,保證輸電線路檢測(cè)可以得到滿(mǎn)意的效果[2]。
考慮到路由器節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸量較大,可以選用全功能設(shè)備進(jìn)行配電線路的在線監(jiān)測(cè),由路由器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)拓寬無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信范圍,通過(guò)電源模塊進(jìn)行電源變換,再由輸出電路進(jìn)行供電。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)則設(shè)計(jì)有CC2530模塊、GPRS通信模塊、電源模塊等部分,負(fù)責(zé)配電線路監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的接收和上傳,由CC2530協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)將接收數(shù)據(jù)傳輸至GPRS通信模塊USR-GM3,進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳、訪問(wèn)和下載,并由電源模塊保證數(shù)據(jù)的處理和傳輸實(shí)現(xiàn)。
在當(dāng)前的電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,輸電線路檢測(cè)屬于十分重要的一項(xiàng)任務(wù),也是必然要求,而物聯(lián)網(wǎng)在輸電線路檢測(cè)方面可以發(fā)揮出重要的作用,因而需要合理結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)實(shí)行輸電線路的檢測(cè)。基于此,作為電力系統(tǒng)技術(shù)人員,應(yīng)當(dāng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在輸電線路檢測(cè)方面的作用加強(qiáng)認(rèn)識(shí),以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行輸電線路在線檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建,并且對(duì)這一系統(tǒng)的應(yīng)用有效把握,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更理想的輸電線路檢測(cè),使輸電線路檢測(cè)得到滿(mǎn)意的效果,以確保輸電線路的更加合理運(yùn)行,為人們提供更好的電力輸送服務(wù)[3]。