基于物联网技术的变电站无线数据采集系统

赵云龙

牡丹江师范学院，黑龙江 牡丹江 157011

基于物联网技术的变电站无线数据采集系统

赵云龙

牡丹江师范学院，黑龙江 牡丹江 157011

物联网成为近年来又一革新性的技术，已经运用于智能家居、智能交通、智能医疗等行业，这其中也包括智能电力网络系统。变电站是整个电力网络的基础节点，也是物联网无线传感技术得以充分施展之地。本文结合物联网技术，详细设计了无线数据采集系统整体设计方案，并与传统数据采集系统做了全方位对比。

物联网；无线传感技术；智能变电站

1 引言

物联网技术是互联网技术与嵌入式技术的综合，它利用嵌入技术中传感技术对物理世界进行感知识别，以及智能控制技术对物理世界进行控制调节。通过互联网技术将现实的物理世界连接起来，实现感知数据与控制信息的远程传输。通过网络互连，实现了人与物之间的信息交互和连接，达到了人对物的远程实时监测控制的目的。

电力系统正向着智能化、大容量、大电压方向发展以及无人值守模式的推广，保障电气设备的安全运行越来越重要[1]。变电站中高压柜能否正常可靠的运行直接影响了整个电力系统的运营质量，因此将物联网技术引入以完成对高压开关柜内温度实时远程监控与预警。变电站无线数据采集系统能实时监测每一个开关柜中的环境温度，并能精确掌控故障地点，对电力系统的安全运行、智能化发展起着重要作用，是智能电网系统实现中不可或缺的部分。

2 无线数据采集系统整体设计方案

2.1 现有的智能电站系统研究

变电站智能化是如今变电站发展的一个重要趋势。智能电站系统通常需要采用先进嵌入式技术、传感器技术、网络通信技术、可视化控制技术等，通过各种辅助设备完成对变电站动力、环境数据的智能监测、智能分析、智能报警功能。组建管理控制模块、PMS、系统的信息接入，并实现可视化的展示界面。为变电站的检修工作提供了重要的参考数据，为智能电网的资产全寿命周期管理、大运行、大检修提供服务，也为无人化管理系统提供基础支持。

变电站智能辅助系统是在基本变电站体系结构的基础上，引入物联网技术到智能变电站的三层结构中。通过各种通信方式完成数据的远程传输，实现变电站辅助系统向的数据化，信息化、互动化、大规模化的转变。

2.2 基于物联网的变电站无线数据采集系统

在物联网设计构架中，有三层模型结构[3]：感知层、网络层和应用层。其中感知层通过各种传感设备如温度传感、湿度传感、电流压检测等等感知器件获取现场相关数据；感知层是实现物联网系统构架的基础；网络层是物联网的精髓所在，通过各种远程通信网络将感知层采集的各种信息数据进行大范围的连接传输；应用层则完成采集数据的存储、分析、处理，针对实际应用为用户提供个性化服务。

基于物联网的变电站无线数据采集系统遵循了物联网三层架构，同时结合了变电站的业务特点，将物联网有机的融合到变电系统。其系统结构如图2-1所示。

图2-1 基于物联网的无线数据采集系统

感知层由无线温度传感器和数据汇总网关组成的无线传感网络，实现短距离多节点无线检测网络系统。

网络层主要通过目前无线抄表系统常用的GPRS通信方式将采集数据传输到互联网，以实现广域网络访问。

应用层完成数据库存储、实时数据显示、历史数据查询、对于危险状况联动预警等功能。同时，利用现代移动互联技术除实现PC端远程网络访问外，还可实现移动平台的远程数据访问功能。

系统通过测温终端连接多个温度传感器件，分别检测各高压开关柜内温度。测温终端在通过RS-484，CAN总线等现场总线与上位机通信，将各个高压开关柜温度数据上传给服务器，并由服务器完成数据分析、处理、存储，并通过客户端程序界面显示数据内容。从而实现对各个检测点的数据存储、查询、分析、预警等功能。

本文基于变电站开关柜温度采集控制系统的实际需求，构建了基于物联网的变电站开关柜无线数据采集系统。与传统数据采集系统相对比，实现的大范围、远距离、多节点的数据采集，是智能电网未来发展的一个重要方向。

[1] 钱忠祥.高压开关柜内接头温度在线监测系统的设计[D].仪表技术与传感器2007．

[2]方景辉，徐伟明，珠峰.基于物联网与三维可视化技术的变电站智能辅助控制系统的研究与应用.档案时空[J].电力系统及其自动化．2012,34(3):67-70.