电力物联网建设对输电设备管理的影响及对策

国网江苏省电力有限公司检修分公司 郭 嵘 刘俊祎 昌国际

物联网技术的发展有助于催生大量新技术、新产品、新模式，也促进输电设备管理方式不断向智能化、精细化、网络化方向转变。

1 电力物联网建设基础与现状

政策上我国较早开展了物联网研究，中科院在上世纪90年代就开始研究传感网技术,具备了相对良好的产业基础。目前物联网已被纳入“互联网+”国家行动计划、中国制造2025等规划纲要，我国发布了《物联网综合标准化指南》，梳理标准项目共计900余项，形成环渤海、长三角、泛珠三角以及中西部地区四大区域集聚发展的产业布局[1]。

从技术上看，传感和识别技术是物联网感知物理世界获取信息和实现物体控制的首要环节。传感器将物理世界中的物理量、化学量、生物量转化成可供处理的数字信号，识别技术实现对物联网中物体标识和位置信息的获取。物联网通信技术主要实现物联网数据信息和控制信息的双向传递、路由和控制，重点包括低速近距离无线通信技术、低功耗路由、自组织通信、无线接入M2M 通信增强、IP承载技术、网络传送技术、异构网络融合接入技术以及认知无线电技术。

从应用实践看，物联网与大数据、云计算、人工智能等新技术的融合创新，使得物联网具备了更加智能、开放、安全、高效的“智联网”内涵。物联网应用层综合运用边缘计算、云计算、人工智能、数据库和模糊计算等技术，对收集的感知数据进行通用处理，重点涉及数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务、信息呈现等。

国家电网公司全力推进电力物联网高质量发展，强化顶层设计，先后发布《电力物联网建设总体方案》《设备侧泛在电力物联网顶层设计》等文件，明确了电力物联网的总体架构、重点领域和部分技术规范，深化理论和技术体系研究，因地制宜开展试点示范，加快出台关键标准和业务规范，推进智慧物联体系建设应用，着力构建与智能电网同步建设、覆盖公司供电范围的全景全息电力物联网。

2 输电设备管理面临的问题和影响

近年来电网规模持续扩大，输电线路保有量巨大且快速增长，电网快速发展对线路通道运行安全提出新挑战，输电设备管理也逐步利用物联网技术推动业务向智能化和数字化方向转型升级，但面对日益提升的安全、质量和效率目标仍面临诸多问题和挑战。

设备状态感知力不足，安全隐患风险较大。目前输电设备物联网建设仍处于初步阶段，设备状态信息智能化感知水平不足。一是现有传感器在取能上存在不可靠、不稳定问题，且尚无国网统一的微功耗无线通信标准，关键技术与标准体系仍然有待完善；二是主要设备重要状态量在线监测技术仍未实现全面突破，部分设备的关键状态信息无法实时获取，影响对设备状态的精准掌握[2]；三是传感器的应用范围仍需扩大，存在应用深度不够、功能相对单一、协同互补不足等问题，需在试点线路的基础上逐步扩大成熟传感器的部署范围，实现全面感知。

数字化管理水平不足，指挥决策效率不高。当前以智能运检管控中心为中枢、辐射各级组织的管理体系尚不健全，智能运检管控系统对运检业务管控决策的支撑功能不够完善，基础数据的完备性、准确性不足。特别是基层班组层面仍多采用传统的人工管理方式，信息传递、分析和处理机制不健全，工作效率较低，管理工作相对负担较重，管控力不足，需进一步应用物联网技术加快管理数字化转型，提高指挥决策效率，实现管理水平优化升级。

海量数据融合度不足，价值尚未充分挖掘。随着智能运检管控体系建设深入推进，各级单位部署的应用系统繁多、后台数据庞大，但缺乏统一规范管理，数据信息的作用和价值难以显现。一是业务系统缺乏统一系统架构和数据模型，各类系统存储分散，存储格式不统一，多个系统之间的交融较难实现，系统“烟囱”林立；二是数据共享程度低，数据价值潜力难以挖掘，各类系统维护成本高，系统规模化应用有限；三是智能诊断决策模型不够成熟，不足以支撑实际业务应用，数据分析的有效性、可靠性不足；四是输电业务系统“管控功能”占比大、“应用功能”占比小情况较为突出，存在功能实用性差、台账不准确问题。

人员结构性矛盾突出，发展内生动力不足。近年输电设备规模以年均超过5%的比例增长（高压电缆保持年均10%快速增长），输电运维人员整体缺员严重，部分地区缺员超过60%，班组层面平均年龄均在40岁以上，老龄化严重，输电作业大部分工作采用外包形式开展，总体承载力不足，运检效率和质量提升缓慢。同时，在输电线路外部运行环境日趋复杂、全社会对供电可靠性要求不断提高、内部专业管理更趋精益化的背景下，对运维人员能力素质要求不断提高，专业化运维人员需求显著增加，输电专业人才储备严重不足，难以适应专业管理数字化、智能化转型升级和能源互联网企业的建设要求，结构性缺员问题日益突出。

3 输电设备管理的发展策略建议

面对问题和挑战，电力物联网建设为输电设备管理提供了良好的机遇和技术手段，输电设备管理需要基于外部环境变化，坚持以输电设备为中心、业务需求为导向、精益创新为驱动，遵循输电侧物联网的总体架构，围绕精益化、数字化、智能化的管理目标，聚焦输电专业管理和电力物联网建设的深度融合应用，整合优化多方资源，构建适应自身发展的输电设备管理模式，实现设备状态全息感知、多源数据精准互联、虚实结合自主决策、人机协同高效作业、精益创新价值共享，促进输电专业管理质效持续提升。

强化数字驱动和智能管控。推进“大云物移智链”在设备管理中的应用，结合电网设备特点，研究采用机器人、无人机等现场作业技术，提高工作效率；加快提高智能设备覆盖率，加大电网关键环节监测力度，推行设备状态在线监测，提升设备数字化程度；加强数据融合共享，打破专业壁垒，实现生产相关系统数据源信息在统一平台集中展示、综合处理，提高数据利用价值，加快输电设备管理向数字化、智慧化转型。

突出预防性管控。强化“事前管理”，大力加强设备预防性管控，依托智能化手段实时监控设备状态，开展包括剩余寿命预测、性能退化趋势预测、故障预测等。针对设备可能出现的故障问题进行事先的维护处理，及时发现设备隐患或缺陷进行预告警，借助大数据、人工智能等先进技术提供检修决策，以使用最少的人力、物力、财力成本和最短的非生产时间进行维护，尽量防止故障的发生[3]。

结合自身发展基础和特性。各国在建设现代电网的过程中都用到了物联网，但对其应用的侧重点则各有不同。在欧洲，提升供电安全性、节能减排、发展低碳经济是各国积极发展智能电网的主要原因，在这种驱动力下，欧洲电力行业对物联网的应用更倾向于清洁能源和环保方向；在日本，可再生能源接入、节能降耗和需求响应是日本发展智能电网的主要驱动力，日本电力行业对于物联网的应用主要在于对新能源发电监控和预测、智能电表计量、微网系统监控等领域。而在中国，物联网技术为提高电网效率、供电可靠性提供了技术支撑，RFID 技术、各类传感器、定位技术、图像获取技术等使巡检定位、故障识别等业务实现灵活、高效、可靠的智能化应用。因此，电网企业应基于自身发展目标、建设基础和地域特点，采用适当的物联网技术，因地制宜优化输电设备管理模式。