输变电设备智能化关键技术及发展趋势分析

李炜 马莹

摘 要：随着目前进入信息全球化时代，我国电网建设已经入了智能化阶段。输变电设备作为组成电网的重要部件，其智能化关键技术的研发也显得尤为重要。因此，本文将以物联网与云计算在输变电设备智能化关键技术中的应用为方向，浅析其发展趋势。

关键词：输变电设备；智能化关键技术；物联网与云计算；问题与对策

输变电设备是电网建设中的重要构成部分，因此，输变电设备的质量与运行状况直接影响着电网电能的输送安全，一旦出现问题就会有造成重大安全事故的风险。尤其是目前由于人们生活水平的不断提高，对电能的需求也不断提高，因此也对输变电设备的质量提出了更高要求。但目前，输变电设备的发展还不能完全满足让人们日益增长的需求，因此，由于元件故障，大面积停电事件屡见不鲜，尤其是由于物联网与云计算在我国的发展仍属于起步阶段，因此本文将对物联网架构进行分析，并对其在输变电设备中的应用进行相应的技术分析。

1 面向智能电网的物联网应用构架分析

1.1 感知层

感知层是物联网在智能电网应用架构中的底层，这一层的主要作用是对输变电设备智能化，也就是智能电网进行监测，具体包括输电、变电、配电、用电几个环节，但这其中，最重要的环节就是输变电环节，因此，感知层需要应用的技术具体包括检查技术、短距离有线通讯技术和短距离无线通讯技术。通常感知层还可以进一步划分为两个子层，第一个子层是利用传感器、数码相机、摄像机等设备来对其他设备及环境进行相关信息和数据的收集和分析；第二个子层通过利用短途传输技术对所收集的信息和数据进行传递。一般来说这两个子层在仅有唯一识别码的情况下，两个子层可以并为一层或者说两个子层很难明确区别出来。

1.2 网络层

在智能电网中的信息通常需要进行远距离传输，但感知层的传输距离较短，无法完成这一任务，因此，网络层就是用来进行远距离信息和数据的传输，解决感知层所无法解决的远距离信息输送问题。网络层需要应用的技术具体包括一系列网络技术、远距离有线通信技术和远距离无线通信技术等。在网络层中，当所收集到的信息和数据可以通过多种网络技术进行即时的信息传递，通过这种数据传输协议实现远距离的数据传递。尤其是在将三网融合时，有线电视网也可以起到智能电网中网络层的作用。当网络层在進行输变电设备运行状态的监测时，又可分为接入网和核心网。其中接入网通常可分为电力光纤接入网和宽带无线接入网，当电力接入专网与电力核心网互联时，可将所收集到的数据和信息进行即时、准确的传送。

1.3 应用层

在智能电网中，应用层的作用是进行搜集到信息和数据的处理和解决人机界面存在的问题。所处理的信息和数据就是通过网络层传达的数据，同时通过这一机器设备与人进行交互。应用层也可分为两个子层：第一层是应用层的序层，这一部分的作用是处理智能电网多种业务上的数据处理需要，并且，由于目前物联网实现了深度信息化，因而对数据的处理覆盖了智能电网的多个领域；第二个子层是设备的终端层，这一子层的作用是提供人机界面和电力应用的平台，通过这些平台利用传感方式，以此处理所获得的大量信息和数据同时可以进行更加深入、细致的管理。最后，在应用层上搭建新型的互动平台，便于和用户进行实时互动。

2 输变电设备中物联网与云计算的关键技术分析

2.1 无线传感技术

在监测输变电设备状态时通常会利用各类检测传感技术、通信技术和数据采集分析技术等，通过这些无线传感技术来对输变电设备进行信息管理，然后将传感器网络与Internet、GPRS、CDMA相连接，以便转换通信协议。传感器还可以布置协调节点与网管节点，通过不同功能的需求完成节点身份的认证和分组信息的转发。其中网关节点既可以是一个增强功能的节点又可以是一个能够实现实际通讯、拥有强大计算能力与很多类型的数据资源的系统。通过无线传感技术的应用可以下发管理节点监控任务，最终将所收集到的数据信息实时同步到外部网络。

2.2 射频识别技术

输变电设备作为电力系统中最重要的一类设备，其效能和电力生产水平都影响着电力系统的经济效益。输变电设备在大多数电网公司中主要负责设备台帐、参数及设备检修及运营的管理，其中MIS系统用于设备台账的管理；设备参数通常采用设备设置中的固定参数；设备检修和运行通常采用定时检修和状态检修机制。但目前，大多数厂商的检测装置无法实现对统一数据的管理及共享，因此需要应用物联网射频技术实际解决这类问题。其工作的基本原理是：当标签进入磁场后，阅读器发出的射频信息被接收并通过感应电流中的能量接受到存储在芯片中的信息，经过地区解码后将解码信息进一步传递到中央信息系统进行进一步的信息处理。另外，除了特定的阅读器能够感应固定距离中的电子标签信息，移动式阅读器也可实现物联网的接入，通过移动电子商务平台解读标签代码，实现信息的快速精准查找。

2.3 智能化分析与数据挖掘

智能化分析与数据挖掘就是在基于云计算的前提下，将人工与机器自动化的反馈实现有效结合，通过挖掘和分析离线数据，进一步增加知识库的内容，通过更具个性化的自定义智能化策略，充分体现系统的自主性，进一步提高其扩展性。具体来看，智能化分析与数据挖掘可以根据输变电设备实际发生的报警信号实现触发报警，通过机械化自动化的智能搜索与服务，提供科学有效的处理方案，以便为工作人员提供有效的附加帮助，工作人员在利用智能化解决方案时加入人工反馈与决策，最后进行实际的方案处理，同时实施将报警信号与处理方案同步到数据库，在相同故障再次发生时提供有效解决方案。

3 总结

综上所述，物联网与云计算的应用是实现输变电设备的智能化最关键最重要的策略之一，只有充分利用物联网与云计算，才能有效实现输变电设备的供电质量和供电效率的提高，为输变电设备提供良好的运行环境，提升设备运行的准确性和安全性。

参考文献：

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[2]盛戈皞，刘亚东，江秀臣，徐剑.输变电设备智能化关键技术及发展趋势[J].华东电力，2011，39（09）.