全维度智能变电站设备状态检测关键技术研究

2020-02-15张浩

建材与装饰 2020年16期

张浩

（南京国联电力工程设计有限公司江苏南京 210000）

0 引言

近年来随着电子信息技术的飞速发展，中国电网的结构也呈现了较为明显的变化，从传统的集中控制电网设备逐渐向电子化、智能化发展，这也就是今年来业界不断倡导的“智能电网”，它是21世纪以来的信息技术发展的集合，是现代化、智能化电网的趋势和基础，包括高效能的电力转化、流畅的通信设备等一系列设备。而在一系列的变革之中，变电站设备作为电网的核心，也引入了更加电子、更加高效、智能、绿色的发展模式，为了保障智能变电站设备的稳定运行，技术人员开始利用RFID以及无线传感器网络对变电站设备运行的数据进行采集再通过大数据系统和设备进行数据分析，以此来达到对智能变电站设备的状态检测，本文现详细论述如下。

1 智能变电站分析

在中国现代化进程中，智能变电站设备状态检测是电网系统智能化、现代化、信息化的重要一步和关键一环，从定义而言，智能变电站设备拥有统一的支撑平台和信息建模来保证运转的高效；用智能的高级应用来保障电子化的数据收集、分析与处理；有现代化的无线信息网络来保障数据传输的稳定。在智能变电站设备不断发展的过程中，加强全维度智能变电站设备状态检测的数据收集能力、分析能力、无线网络技术传输能力是重中之重，对此本文将进行分析与研究。

2 智能变电站设备的数据信息采集

在智能变电站的数据信息采集方面，本文认为采集方式可以从人工采集向电子化采集转变，通过引入物联网技术和无线通信技术来实时传输变电站的数据信息，其具体方案如下：利用电子信息技术建构智能变电站的全维度数据架构体系。为了更精准的掌握智能变电站设备的数据变化和状态，该数据架构体系需要获取变电站设备本身的运行情况、设备参数以及维修人员、技术人员进行维修、巡检、运行的各个数据，并将这些数据传输到变电站设备状态检测系统当中，便于技术人员掌握智能变电站的运行状态，加强智能变电站设备的交互性与实用性[1]。

为了加强对智能变电站设备运行状态的体系化检测、智能化检测和电子化检测，本文将上文所述的全维度检控体系分为采集数据信息、数据信息传输、数据信息分析以及数据信息监控四个板块。采集数据信息的板块主要是利用传感器收集温度、湿度、特殊开关信号、渗水、设备状况等信息，再通过ZigBee协议将采集到的智能变电站所有状态信息上传到交互机，完成数据信息采集和传输的前半部分[2]。当信息传输到交互机后，系统会利用互联网将变电站的所有信息上传到监测平台，完成数据信息的传输，再通过大数据技术以及互联网对智能变电站设备的信息进行分析和检测，为了更精准的模拟变电站设备的运行情况，数据信息分析和监控板块还需要结合变电站设备所处的真实环境，满足全部融合条件并创设真实的环境，以此来达到真实、有效的数据信息监测和状态分析。

除此之外，同无线传输网络连接的智能变电站设备状态检测体系还能够更加高效、快速的完成信息获取与交换，其运行速率相较于传统的电网状态检测方式有了极大的提升，对此本文从效能、节能以及速度三方面进行了统计分析。

3 全维度智能变电站设备状态检测体系

智能变电站设备的数据信息采集系统是整个变电站设备状态检测的核心，而为了保障智能变电站体系能够顺利架构并运行，还需要设计人员保障信息收集与信息分析之间的传输以及通信网络等多重保障，对此本文分析如下：

（1）传输网络技术分析。在智能变电站体系中，传输网络是整个体系能够顺利运行的关键之一，它的运行同中国不断发展的通讯技术密不可分。在此，本文认为想要保障数据传输网络的顺利、流畅运行，需要在全维度智能变电站设备状态检测体系中建立统一的、系统化的通信协议，通过建立一种非结构化通信协议，为数据传输格式、数据编码和传输规则提供通信方式，以实现不同方式之间方便、高效的互连感知网络层各种型号和制造商的终端[3]。而在中国不断发展的网络信息技术中，这项关键技术得到了飞快的发展，能够达到本体系所需要的运行畅快、简单且完整的要求。

（2）通信网络技术分析。在智能变电站状态检测体系中，通信网络技术主要是用来支持传感器之间的通信顺畅，包括物理性的连接架构、逻辑连接示例以及网络共享所有权等内容，智能变电站体系中的传感器能够感知并收集捕捉到变电站设备的各种数据信息，如变电站设备运行过程中产生的噪声、辐射、运行温度以及振动等，这些物理性的数据信息想要传输到检测系统中，离不开通信网络技术。而在一些城市地区，人口密集、人流量大，想要为每一个变电站设备都配备数据线式的通信网络显然是不现实的，因此本文所探讨的通信网络技术分析主要是指无线网络。同传统的通讯网络相比，无线传输能够覆盖更广的范围、占地面积更小、更加智能化、更加及时，是电力系统以及全维度智能变电站设备状态检测体系实现自动化和电子化的关键技术之一，不仅符合中国城市化的需求，更体现了无线通讯网络技术的不断发展，因此本文在此处进行重点分析。

（3）智能变电站状态检测网络设计的原则分析。在分析过全维度智能变电站设备状态检测体系的传输网络技术和通讯网络技术后，该体系还有一个十分重要内容需要分析讨论：网络设计原则的问题。为了保障智能变电站状态检测体系的运行稳定和高效，需要提升该体系内部的可靠性，如拓扑、QoS这些常规的可靠性因素。而这些可靠性因素的稳定运行离不开网络的服务提供商，不同提供商提供的网络方法不同，也由此引出了可靠性不稳定的问题。在智能电网系统发展早期，技术研究人员根据应用程序端点的位置设定网络拓扑的选择主要是树结构，变电站路由器处在聚合的一个最可识别的位置，来自多个（较小）变电站的交通在另一个（大）变电站汇总，利用仪表技术，计量流量在变电站的仪表集中器处聚合，最后直接连接到核心网络[4]。这种早期电网的拓扑以图表的方式显示便是迭代设计拓扑网络结构。在该结构下，运行所需要的网络较大，其运行的损耗也更大，并不适合现代电网的发展方向。对此，本文认为可以从空间几何中寻找更加优化的方法，通过将原本平行的流程转变为空间的、三维的来加大控制面和控制力度，提升运行的稳定性和可靠性。