基于泛在电力物联网的避雷器在线监测技术应用研究

赵堃浩

摘要：泛在物联技术引入电网，将实现电能生产、传输、消费各环节的系统状态全感知、业务全穿透，实现电力基础设施与国家政策、行业管理、能源用户以及企业内部的全时空泛在连接，推进“两网”的深度融合，提升以信息资源共享为特征的开放水平，创新业务模式，构建电力公司新业态。本文首先阐述了泛在电力物联网的引入及其意义，之后结合避雷器在线监测技术和泛在电力物联网，共同讨论了在现场应用时的数据智能化应用问题，为今后的变电站泛在电力物联网工作开展提供了一种新的思路。

关键词：泛在电力物联网;避雷器;在线监测;应用

1电力系统引入泛在物联网的意义

在中国现代能源体系中，电力逐渐确立了其中心地位，电网在能源汇集传输和转换利用中成为枢纽，推动电、气、冷、热、化学能等各类能源的互联互通，改善中国能源结构、提升全社会能源综合利用效率。同时，由于电网的网络属性，可以实现能量与信息的交互，使其成为能源配置平台和综合服务平台，充分发挥电网的平台型、枢纽型和共享型优势。此外，泛在电力物联网和坚强智能电网二者深度融合，实现能量流、信息流和业务流的“三流合一”，统一于最终能源互联网架构。因此，构建能源互联网的前提和关键就是要建设泛在电力物联网，以信息化、数字化、现代化手段为传统电网赋能，实现能源生产、传输、存储、交易、消费各环节设备及客户的状态全面感知和快速需求响应，为社会生产和人民生活提供更加安全、优质、可持续的能源服务。

2泛在电力物联网含义

泛在电力物联网是“三型两网”中的第二张网，通过“大—云—物—移—智”和边缘计算、区块链等先进技术实现电力运营各业务的万物互联和人机交互，将所有与电网相关的人、事和设备连接起来，实现对内“数据一个源、电网一张图、业务一条线”推动数据共享融通、业务全面贯通，同时，对外广泛连接多样服务，延伸业务范围，拓展服务对象，创新商业模式，积极培育和发展新兴业态。

3泛在电力物联网的特征

泛在电力物联网的提出，将实现从“采集+集中控制”向“采集+控制+区域自治”的转变，逐步从“垂直封闭”转向“水平开放”，以开放共享作为其本质特征。与现有电力通信网络和信息系统不同，泛在电力物联网将具备能源系统全周期内各环节设备和用户的全状态感知和全业务穿透的能力，全时空泛在连接电力基础设施、政府行业机构、用户和供应商，推动数据融通，实现安全开放共享，促进能源互联网业务创新，为客户提供更优质的服务。

4泛在电力物联网中避雷器在线监测技术应用

4.1避雷器在线监测装置安装方式

智能变电站的避雷器在线监测装置安装方式是在避雷器本体上安装电流、电压采集模块，先采集避雷器自身的电流、电压信号模拟量，再通过现场数模转换，将模拟量转换为数字信号，通过光纤将数字信号传输给绝缘监测柜，经过数字计算以后，将最终结果传输给站控层服务器后台。智能变电站中避雷器在线监测装置的具体安装方式如图1所示。

4.2泛在电力物联网数据挖掘与智能应用

作为电力系统的数字化展现形式，泛在电力物联网在海量数据采集的基础上，利用大数据技术充分挖掘数据内在价值，有效提升电力系统运行经济性和安全性的同时，增强客户的体验感和参与度。基于泛在电力物联网统一全业务数据中心和数据模型，实现数据接口和传输标准的统一，达到定制化服务的数据应用水平。通过电力设备的泛在物联和数据分析，对其状态进行全生命周期的综合监控。

4.2.1数据情景化

数据情境化是数据挖掘的一种典型技术，它是一个双重过程：传感设备单独或共同感知捕获电网情境化元数据。另一方面，数据本身可根据情境变化采用边缘计算进行处理，提取隐藏在海量数据背后的巨大价值。总的来说，数据情境化是通过上下文语义分析和挖掘算法，对特定电力业务表示出有意义形式的数据。新兴的数据情境化技术将大大增强历史数据分析、实时态势感知和态势预测的能力。其中，历史数据分析是以增量方式更新情境化信息和特征;实时态势感知则是检测能源使用周期中的异构事件，并基于此发掘未知事件的情境化特征，进而采用态势预测技术预测未来多种时间尺度下可能发生的连锁事件。泛在电力物联网正是采用大数据分析和人工智能等方法深度挖掘海量数据价值，完成數据情景化，形成以用户为中心的服务理念，在传统供电服务基础上，扩展数字经济的蓝海。

4.2.2数据的智能应用

无论是数据的采集还是数据价值的挖掘，其目的都是使数据更好地服务电网运营，为用户提供高品质电力和能源供给，服务并推动全社会整体发展进步。因此，除了典型的二维或三维数据可视化之外，以增强现实和虚拟现实为代表的数据高级应用需要被重点研究和在泛在电力物联网中应用。增强现实是对物理现实世界环境的直接或间接展现，其元素通过计算机生成的感觉输入（例如视频、图片或地理位置等数据）来增强或补充现实观测缺陷。因此，利用增强现实技术可以实现对电力设备的深度数字化展示，增强专业人员对电力系统本身及其设备的认知能力。虚拟现实是人为地创造一种与现实物理世界匹配的感官体验，允许用户与该世界交互。目前该技术已经由视觉拓展到了包括听觉和触觉等多种形式。虚拟现实也允许模拟场景融入虚拟感知信息。基于电力全景数据的采集和处理，利用虚拟现实技术可以实现输配电远程作业，变电检修作业模拟、电力建设过程可视化控制、智能头盔巡检等高级应用，减轻了电网运检人员的工作负荷，提升电网运维效率。对用户侧，沉浸式环境无限接近现实世界，还为用户创建更加逼真的体验，让社会公众更加深入地体验和参与能源使用中。

5结束语

泛在电力物联网和坚强智能电网统一于能源互联网，二者深度交融，完成“能量流”“信息流”和“业务流”的深度耦合。以信息化、数字化、现代化手段为传统电网赋能，实现能源生产、传输、存储、交易、消费各环节设备及客户的状态全面感知、信息交互和数据共享、需求快速响应，为人民生产生活提供更加安全、优质、可持续的能源电力服务，为政府社会治理、节能减排、智慧城市建设等提供标准化、规范化的数据产品和基础设施支撑，创造新的经济增长点。与此同时，以电网为枢纽，发挥电网自身的平台和共享作用，通过对资金、技术、设备和人才的需求，技术向发电侧和客户侧的延伸，引领和带动上下游全产业链发展，将形成多方参与、合作共赢、开放共享的产业生态。

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