基于物联网技术的智能变电站应用分析

张乐 秦梦瑶

摘要：智能电网的构建需要以物联网技术作为支撑。依据物联网在电力系统的应用发展，在分析智能电网功能需求的基础上，提出了基于物联网技术的智能电网系统组成，并给出了一种智能变电站应用技术方案当前时期，物联网技术已经较为成熟，智能电网的构建需要以物联网技术作为支撑，在很多行业中得到了应用。对于电力行业来说，当下的主要工作就是要通过有效措施来保证人民群众的用电需求，实现电力行业的持续发展，而可行的措施就是要强化智能电网的建设工作。

关键词：物联网技术;智能变电站;应用

引言

物联网是在互联网信息技术高度发展的进程中形成的产物，其实质上是一种“物与物之间相互联系的互联网”，其中的“物”指的是智能化的机器设备。这些机器可以接收与识别一些射频信号，分析其代表的数据信息，并依照约定协议实现物品与互联网的相互连接，从而实现智能化的控制与处理。当前，物联网技术作为全世界瞩目的一项前沿技术，得到了各国的广泛关注与积极探索，尤其是在我国创新驱动发展的战略背景下，物联网技术与各行业的渗透程度不断加深。

1智能电网功能需求分析

将物联网技术应用到智能电网之中，可使得整个电力系统的信息化程度有大幅的提升，自动化水平也会得到进一步增强。智能电网是相对传统电网的升级和跨越，目前还没有一个明确的定义，但它代表了电力系统的未来发展方向，强调的是“坚强”和“智能”两个基本内涵。所谓“坚强”，即是网络架构可以对故障进行有效的防御，确保外力造成的损坏切实降低，抵挡自然灾害的能力有大幅的增强。在现代通信技术的支持之下，通过大数据分析智能决策控制，使得电力流、信息流以及业务流等能够真正整合为一体。由此来说，就是家庭、公共以及工厂等方面的电力网络均要纳入到智能电网之中，同时还要能够对电源、用户的接入以及退出有效兼容。

2物联网技术在智能变电站应用前景分析

智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑，具有信息化、自动化、互动化的特征，由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成，以高速网络通信平台传输信息，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级应用功能。目前，智能变电站的建设大多关注智能开关、数字保护监控合一装置、设备在线监测以及后台功能的高级应用等方面，对于变电站配置的辅助系统关注度还不是很高。目前变电站配置的图像监视及安全警卫、火灾报警、主变消防、给排水、采暖通风等辅助生产系统，依然是各自独立的、不具备智能对话功能的小型自动化装置，需要更多的人工来关注、理解和处理这些设备的信息。伴随着对智能变电站理解的不断深入，新的智能化功能要求将不断提出。从智能管理角度来看，搭建一个公用的监测辅助控制平台，集成所有的辅助系统功能，方便新的智能化功能扩充，有利于设备管理;规范各类辅助系统的信息传输方式及通信规约，有利于统一化管理;通过集成辅助系统的信息，有利于远方人员对站内状况全盘掌控，提高监管质量。物联网技术实现了人类社会与物理系统的整合，实现了对设备的实时管理和控制。利用物聯网技术，通过对外界的感知，构建传感网监测网络，对影响变电站运行的因素实施全方位智能监测。在传感网监测平台基础上建立一套全站公用的智能监测与辅助控制系统，集成目前图像监视、安全警卫、火灾报警、主变消防、采暖通风等辅助系统的系统功能，实现对站内人员的巡检、操作运行维护等正确行为的验证，从而达到“智能监测、智能判断、智能管理、智能验证”的要求，实现变电站智能运行管理。智能监测是指对影响变电站运行的因素采用全方位、多手段的实时监测，自动评估变电站运行状态，减少人为工作量，是变电站实现自动化管理的前提。智能判断是指在减少远方人员参与的前提下，根据监测的数据评估变电站的运行状态，自动判断出各类异常情况，生成处理方案，形成判断结果。智能管理是指执行判断结果，实现辅助系统间的协调联动，消除异常情况造成的影响，形成异常情况处理过程报告，及时将结果上报远方集控中心，监测辅助系统的运行状态，执行远方集控中心的各项命令。智能验证是验证站内人员的巡检、操作运行维护等行为的正确性，与站内人员行为实现互动，保证人员安全，避免事故发生。

3智能变电站中应用物联网技术的方案设计

3.1主机系统

主机系统是智能变电站的中枢部分，其主要功能是接收来自于监测传感系统的数据信息，并依照这些信息把握变电站的基本状态，自动判断出各类异常状况并执行相应的方案，保证各辅助系统之间的有机协调。

3.2传感网监测网络

传感网监测网络主要由传感器节点与汇聚节点构成，其中前者主要涵盖温湿度传感节点、烟雾传感节点、水浸传感节点等设备，以实现对于不同状态的有效监控。而汇聚节点的作用则是将经由上述各个传感节点形成的数据传送进入主机系统。综合来看，传感网检测网络主要采用无线传感网络与有线传感网络两种形式。如果选择利用电池对传感网监测网络进行供电，那么传感器的工作电流及电池容量大小对于其使用寿命具有决定性的作用，这其中传感器的工作电流又因其组成材料、工作机理、特征频率等的不同而存在差异，在应用中需要依照智能变电站的特点进行优化选择。

3.3图像监视及安全警卫子系统

针对常规变电站安全监视系统配置的不足，组建多类型探测器节点协同感知的网络，实现全新的目标识别、多点融合和协同感知，具有以下特征：多种探测原理的前端探测手段协同综合工作、智能识别;对变电站围界进行全天时动态智能感知;探测分析、阻挡延缓、复核响应多手段融合，可依据具体情况按需按时布防和撤防。联动控制实现分系统的功能一部分由系统集成平台软件实现（报警联动、视频触发等），另一部分由硬件I/O量控制器实现（照明、音频告警和物理布防撤防等）。通过基于图像模式识别的信号处理技术，智能视频处理系统可自动识别、跟踪进入视场范围内的入侵目标。当入侵行为触发报警时，系统立即和智能视频分系统进行联动，相关摄像机自动凝视侵入目标，该视频图像自动弹出在监视器的最顶层，值班人员可迅速直观地看到现场的实际情况;与此同时，变电站控制主机会发送音频信号至现场的音频设备，向现场进行声音告警;值班人员亦可通过麦克风设备向现场通话告警，警告可疑人员。

结语

智能电网的发展，对于新时期保障我国的能源安全、优化能源资源的有效配置具有重要作用。智能变电站作为智能电网的重要组成部分，亟待创新升级。物联网技术的引入，大幅度提高了智能变电站的信息化、自动化与智能化水平，对变电站的日常运转提供了高效的辅助作用。电力部门要把握物联网技术与智能变电站的契合点，在实践中持续摸索相关经验，以达到充分发挥物联网技术的优势、提高智能变电站经济与社会效益的理想目标。

参考文献

[1]周来，孟祥萍，张本法，等.智能电网通信与信息管理系统核心问题研究[J].计算机技术与发展，2018（4）.

[2]刘化君.物联网体系结构的构建[J].物联网技术，2018，5（1）：78-80.

[3]罗巧华.面向智能电网的物联网技术及其应用分析[J].电子技术与软件工程，2019（2）：33.

[4]董煜轩，陈磊.智能配电网及关键技术研究[J].电子技术与软件工程，2019（24）：154-155.