基于物联网技术的输电线路在线监测系统研究

王海默 秦钟

摘要：物联网通过在各类物体上安装感知设备，获取物体的动态和静态信息并将信息共享到互联网上，从而给物体赋予智能，实现人与物、物与物的信息沟通与交互。故障在线监测系统是保障电网设备安全稳定运行，提高电网输送能力的重要手段。本文利用物联网技术获取输电线路的重要设备参数，然后通过统一的信息模型和通信规约将线路的运行状况实时传送到电力内网，采用主元分析方法对实时线路设备参数数据建模分析，及时预报故障的发生，保障输电线路设备安全稳定运行。监测结果证明了基于物联网技术和主元分析方法的输电线路在线监测技术的有效性。

关键词：输电线路在线监测;主元分析;物联网

智能科技是21世纪的科技发展主流。运用各种智能科技，解决生活生产中的一些列问题，能够有效的减少人工体力劳动，节约时间。并且在全面检查管理方面，都有着不可忽视的作用。而智能技术应用在输电线路上，是一项大胆的改革创新。并且这种检测系统能够有效的防范一些容易被人们忽视的问题。而物联网的检测系统可以随时进行更新，对输电线进行检查，减少事故发生，因此对于基于物联网技术的输电线路在线监测系统的应用是势在必行的。

1物联网技术概述

1.1概念

“物联网”这一词最先是出自麻省理工学院，该词是指使用射频识别等设备、传感系统通过互联网进而实现对所包含的物品的识别和管理技术。在麻省理工提出物联网这一解释之前，我们同通常理解为：通过使用各项物体身上的标签、传感设备、二维码等将接口与无线网络连接，进而使该物体只能化，通过此方法可以完成人与物体的交流，也可以完成物体与物体之间的交互，我们把这样的一个过程理解为“物联网”。

1.2物联网的特征

1.2.1可感知性可感知性指的是物联网能够搜集物体上的信息，也就是通过射频识别等方式进而感知物体，采集信息，实现对物体的认识。物联网的引进和使用很好的体现了可知性的特征，能够更好的采集信息和感知物体。

1.2.2可互通性可互通性是指在特定的情境下，只要把物体接入到信息网络中，就能实现信息的交互、信息的识别和互通。

1.2.3智能化智能化是物联网所具有的较为高端独特的特点，通过使用各类先进智能设备，物联网就能解析出很多相关信息，这在一定程度上减少了信息处理的时间，进而提高了设备的智能化水平

2物联网在智能电网应用中的基本架构

2.1感知层

感知层是指在实际搜集电网信息过程中用以感知搜集实时信息的一个重要部分，通过特定的信息模块把所采集到的信息传输到汇聚控制器、采集地线等设备上，同时再把监测所得到的数据发送到汇聚控制器中。感知层包含众多传感设备，其中包含安装控制地线、过程导线、绝缘子和电线杆和设备塔上的实施监测传感器，通过使用无线通信接口和汇聚控制设备进行实时的数据互通、智能传感器部件通过使用一致的信息实现自我监测、信息采集，把实时数据传输到汇聚控制器中。

2.2网络层

网络层是把传感器所感知到的数据传递到电力系统中，使用一定的通信设备把所搜集到的实时信息准确无误的传输到电力内网中，以提供给各项设备调度使用，网络层则是通过各种不同的信息传递方式但是使用统一的信息传递规约把感知到的实时数据输送至电路系统中进行统一的数据处理，将所有的有效信息集中到汇聚控制器中，进而实现数据的转发，通过对信息进行集中处理，实现个电网中数据的实时转发传递集中。在这一过程中控制器是能够统一处理各智能传感器数据的设备，集成无线传感器网络技术以及GPRS/GSM/CDMA等无线远程控制系统把所搜集的信息传递到电网内部，同时汇聚控制器可以对现阶段的信息进行下一步的加工再处理，通过初步处理，最后将信息传递至应用层内。

2.3应用层

应用层的最重要的功能是把来自网络层的信息进行预加工，统一编码存储，最后针对这些信息判断线路中是否存在故障。应用层是对来自网络层的信息进行加工处理，其处理方式主要通过对大量的信息数据进行建模，把得到的数据应用至正常运行的线路中，通过对所存在变量的实时监控，同时对比正常运行时的变量数值，通过对比推测实际运行的线路是否存在问题，保证在第一时间监测到线路存在的问题，为之后的故障维修提供重要信息

3基于物联网技术和主元分析方法的输电线路故障在线监测系统应用要点3.1系统任务

系统的主要任务就是感知层和网络层的任务。这两层的任务圆满完成，就能够保证系统和输电网络的基本正常运行。因此关注系统任务的完成度是十分必要的。并且能够保证检测系统的正常运行，完成自身的任务。

3.1.1感知层的任务

感知层主要是收集信息，信息分类，并且要把有关信息进行整理和分类。同时要拣选出并不必要的信息，保证信息的正确和实用性。

3.1.2网络层

网络层将感知层收集到的信息进一步的分类，并且要进行相关信息进行管理的工作。这样才能保证有关部门以及行业调取信息的时候能够快速有效的进行工作，不会因为某些程序和错误而影响工作，导致麻烦。

3.2结果分析

同时对感知层和网络层进行调研，每一层的功能作用都尽心提高了有效的划分。在相对原先的工作状况下，能够有效的利用好收集到的每一处的信息。同时能够保证信息被及时的采用和反馈。但是在有些方面的不足也需要改进。

3.2.1输电线路正常工况建模

输电线路是整个运输电线的重要途径。应用了物联网技术后，能够随时进行系统检测，但是对于输电线路的正常工况的建模不仅要根据原有的模型还有根据最新的信息采集所体现的模型。

3.2.2基于物聯网技术和主元分析方法的输电线路在线监测

对于最新的检测技术，物联网技术要想应用于输电线路当中，还有根据具体的情况进行何种方式检测。一般都是应用物联网技术进行在线监测。但是对于主元分析方法所带来的问题也是需要快速有效解决的。

3.3物联网需要及时更新改进技术

物联网技术现在已经很发达了，但是面对时代的快速发展，技术也在不断的进行更行，因此在一些方面现阶段的物联网已经处于落后时代，跟不上最新的技术潮流了。因此为了更好改进物联网的技术和保证应用上的技术革新，需要对一些方面加以改进。尤其是在网络连接以及新技术的方面。并且在输电线路在线监测方面，也要及时进行最新的技术升级，才能保证整个系统运行的良好性以及完善性。并且在整个技术更新的过程中，还有进一步把信息更好的利用起来，可以改进一下两方面以及其他所需要的有待改进的方面。（1）基于RFID、GPS及状态传感器等物联网技术的输变电设备智能监测模型与全景状态信息模型的研究。（2）具有数据存储、计算、联网、信息交互和自治协同能力的一体化智能监测装置的研制。

4物联网技术在输变电线路在线监测系统未来发展及完善

随着当前互联网时代的到来和物联网技术的不断发展，不断推动着物联网技术在输变电线路在线监测系统的推广和不断完善，其应用也越来越广泛，应用也逐渐趋于成熟。但是，时代在变化，在线监测要求也不断提高，尤其是智能电网的引进和使用，能加要求电网在输电过程中要加强监测，所以要进一步完善和拓展进行物联网技术在输变电线路在线监测系统的应用。（1）随着输电线路在线监测系统智能化发展要求的不断提高，要积极拓展RFID、GSP及状态传感器等技术的引进和功能使用，逐渐建立和完善输变电设备智能监测模型，并在此基础上加强全景状态信息模型的研究。（2）在大数据到来的信息化时代，输电线路的在线监测系统对数据存储、处理、分析以及信息的交互的需求也日益提升，所以需要根据输电线路的要求进行一体化智能监测系统的研究，使其具备一定的自治协同能力。（3）从上述分析可以看出，全站设备状态信息通信技术已经成为输电线路在线监测系统建设的基础，所以基于IEC标准的物联网在线监测通信技术和信息集成技术应该加强研发，并对有线/无线通信接口进行进一步的统一。（4）互联网技术的发展也进一步推动了在线监测系统硬件的发展，目前的主要电力传感器采用的是光纤传感，所以目前对于传感器的研究方向应该加强电力专用传感器的研发。

结语：

國家的经济发展离不开电力事业的支持。而随着世界的技术发展，对于电力运输应用都在逐渐采取最新的物联网技术。在物联网技术的基础上对输电线路进行在线监测，能够随时随地检测出输电线路出现的细微问题，在最大程度上减少不必要的损失。

参考文献：

[1]刘建明，赵子岩，季翔.物联网技术在电力输配电系统中的研究与应用[J].物联网学报，2018，2（01）：88-102.

[2]高春雨，赵丽娟.基于物联网技术的高压线路监测研究[J].自动化与仪器仪表，2017（03）：151-153.