物联网技术在输变电设备状态监测中的应用

沈庆胤

摘要：电网规模的不断扩大，加强了人们对电网规模的研究，并且在此基础上构建了网络信息传输平台，从而提高电网运行的智能化，充分发挥了网络能够快速运行的特点，掌握网络运行过程中的全部信息，特别是实时监测输变电设备的运行状态，从而达到远程控制的最终目的。本文主要分析探讨了物联网技术在输变电设备状态监测中的应用情况，以供参阅。

关键词：物联网技术；输变电设备；状态监测；应用

输变电设备在线监测系统通过传感器技术、广域通信技术和信息处理技术实现对输变电设备运行状态的实时感知、监视预警、分析诊断和评估预测，其建设和推广工作对提升电网智能化水平、实现输变电设备状态运行管理具有积极而深远的意义。

1物联网技术的简介及构建

基于物联网的物联网技术是为载体实现虚拟空间信息共享的技术。通过网络协议相关的虚拟空间实现运营的。随着互联网技术的发展，移动互联网的出现为高端技术的产生和发展提供了平台，包括跟踪GRS的函数技术，红外定位技术和定位功能等等。物联网系统包括感知层、网络层和应用层三层结构。感知层的功能是接受范围内的网络信息，网络结构的连接，通信设备是使用短距离无线通信网络连接，使感知层可以有效地接受各种网络信息系统操作和控制的传播信息，并将信息传输到指定的设备。在物联网系统中，网络层主要是为各种各样的信息开发网络数据传输的功能。物联网系统应用程序层包括电脑、智能手机和平板电脑等，使计算机在应用程序层和用户名之间交换。

2基于物联网的输变电设备状态监控架构

输变电设备是电力系统的中枢，随着技术的发展，其越来越呈现出种类杂、数量大的特点，由此导致设备运行信息难掌控、检修计划难安排等问题。为了真正推进状态检修、科学减小设备运行风险，将物联网技术引入至输变电设备的状态监测是非常必要的。但因输变电设备的交织耦合特点，其物联网建设将着重解决物理层面和信息层面的强关联性以及高混杂性等问题。为此需研究输变电设备的信息模型、网络架构、感知体系、通讯模型与接口规范、网络与信息安全等内容。而以上内容需由一个总体架构来统领。笔者根据国际上对物联网体系架构的研究成果，结合输变电设备全寿命周期管理的要求，提出具有通用性、起支撑规范作用的体系架构，该架构由智能感知层、数据通信层、信息整合层、智能应用层构成。1）智能感知层。电力传输和转换设备系统的物联网智能感知层是基于物联网为载体，传感装置的应用包括智能传感器、GPS全球定位系统（GPS）、红外传感器、EPC标签等等。电力传输和转换设备运行状态数据生成的智能感知，并收集资产信息。感知层收集到的信息，包括电力传输和转换的传感器网络设备状态，信息采集、信息操作及信息网格操作，为输电线路和设备安装的信息收集提供包括气象信息、自然灾害预警等信息。2）数据通信层。该层负责给解析数据提供传输通道，需具备异构网络接入支持、移动性支持等能力。根据信息上传过程，数据通信层应为“传感器网络层+变电站层+供电公司层”结构。其中：①传感器网络层为各类传感器、电子标签与智能终端之间建立连接通道，主要由光纤、宽带电力线载波等组成。②变电站层是基于IP分配的可扩展网，其负责将智能终端初步处理后的数据通过串口通信、LonWorks、CAN或光纤上传至变电站计算机监控系统。③供电公司层也是基于IP分配的可扩展网，其负责将各变电站信息汇集至输变电设备全景信息平台并提供纵向交互，一般需要光纤组网。3）信息整合层。即输变电设备全景信息集成平台，应采用面向服务架构SOA及企业级服务总线来组建。该层通过对多源异构数据的特征提取和关联挖掘，实现海量数据的纵向整合与横向集成。4）智能应用层。基于物联网的输变电设备状态监控不但要能获取足够的有效信息，还应契合状态评估、风险评估、预测预警等智能化需求。

3应用物联网技术解决输变电设备状态监测中存在的问题

物联网技术是以无线传感網络技术、射频识别RFID技术等作为物体智能识别、监测的手段，其无线传感网络技术可有效解决有线通信方式的弊端。基于物联网的RFID射频识别技术以射频通信数据通信，并结合无线通信网络借助GPRS等无线远程传输方式，可实现对输变电设备的实时同步管理，为输变电设备状态监测提供了新的智能化手段。在物联网的感知层，输电设备在杆塔、输电线路上部署传感器，变电设备在变压器、GIS设备、容性设备等设备上部署传感器，利用物联网的RFID技术、传感器技术，通过监测数据采集装置和智能传感网络，实时采集输变电设备的各种状态信息。其中，传感器以小型化、无线化为发展方向，以实现感知层输变电设备的全范围监测。在物联网的网络层，输变电设备智能监测装置之间实现信息汇聚和交互后，通过电力专用数据网络、光纤（OPGW）和无线宽带网络等将实时状态信息传送至变电站和输变电设备监测中心；在物联网的应用层，输变电设备状态监测系统平台及其辅助系统在实现数据的采集、分析及可视化展示外，应加强与SCADA系统等其他应用系统的信息综合能力，实现数据的多方位综合分析。物联网技术在输变电设备状态监测中的应用如图1所示。

4结束语

综上所述，电网智能化发展，输变电设备作为电网的基础设备，要确保其稳定运行，可以运用物联网技术对输变电设备状态进行监测。在具体应用中，要物联网技术以充分了解，注重根据输变电设备监测需要而发挥物联网技术的灵活性，以确保所监测的数据信息准确，以提高电网运行质量。

参考文献：

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[2]李红岩，苏海峰，郝宇贤，柳云祥.物联网技术在输变电设备状态监测中的应用[J].电子技术与软件工程.2016（06）.

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（作者单位：天津天源国电电力技术有限公司）