羅步升

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州供電局，廣東 惠州 516211）

物聯(lián)網(wǎng)在輸配電設(shè)備中的應(yīng)用＊

羅步升

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州供電局，廣東 惠州 516211）

智能電網(wǎng)信息技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與原高度集成形成新的電網(wǎng)，電力輸配電和分配基礎(chǔ)設(shè)施提高了能源利用效率、供電的安全性和可靠性，降低了功率損耗。智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)涉及到許多領(lǐng)域，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能化電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)。應(yīng)該構(gòu)建一個(gè)智能的集成管理平臺(tái)，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備感知、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)融合和應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全智能電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)信息支持系統(tǒng)應(yīng)基于網(wǎng)格信息整合與分層分類整合，實(shí)現(xiàn)信息的垂直滲透和水平整合，為智能電網(wǎng)提供可靠的信息支持。

智能電網(wǎng)：物聯(lián)網(wǎng)：體系結(jié)構(gòu)；射頻識(shí)別

智能電網(wǎng)的核心是通信基礎(chǔ)設(shè)施、現(xiàn)有的電力系統(tǒng)集成監(jiān)控、通信和控制軟件、監(jiān)控、通信和傳感器設(shè)備，比如智能電表硬件iot。簡(jiǎn)而言之，智能電網(wǎng)是一個(gè)現(xiàn)有的電網(wǎng)，它包括傳感器、RFID（RFID）和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備，這些設(shè)備由本地網(wǎng)絡(luò)支持。物聯(lián)網(wǎng)是一種傳感器，是RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的巧妙結(jié)合，智能電網(wǎng)實(shí)際上是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是一種信息傳感設(shè)備，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控、連接和交互，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)形成一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)。目的是維持人與網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系，并進(jìn)而識(shí)別、管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和架構(gòu)是成熟的，對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展有著重要的推動(dòng)作用。物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)可劃分為3層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。傳感器層包括各種傳感器，比如溫度和濕度傳感器、RFID標(biāo)簽、讀取器、相機(jī)、GPS傳感終端等。感知層的作用是識(shí)別物體并收集信息。網(wǎng)絡(luò)層由互聯(lián)網(wǎng)、寬網(wǎng)格、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺(tái)組成，它是物聯(lián)網(wǎng)的中心，負(fù)責(zé)對(duì)感知層獲取的信息進(jìn)行處理。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶界面，與行業(yè)需求相結(jié)合。與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)——它廣泛應(yīng)用于各種傳感技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)上有各種各樣的傳感器，每一個(gè)都是信息的來(lái)源，不同類別的傳感器所捕獲的信息的內(nèi)容、格式是不同的。傳感器數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)的，以一定的頻率收集環(huán)境信息，并不斷更新。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎(chǔ)和核心是互聯(lián)網(wǎng)，可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地傳達(dá)信息。為了保證數(shù)據(jù)傳輸和發(fā)布的正確性和及時(shí)性，物聯(lián)網(wǎng)傳感器必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。

2 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)開(kāi)放的架構(gòu)，需要廣泛的技術(shù)，包括rfid技術(shù)、媒體技術(shù)、物流管理、通信技術(shù)等。它的關(guān)鍵技術(shù)主要涉及3個(gè)方面：①感知技術(shù)。使用無(wú)線電頻率識(shí)別、條碼、全球定位系統(tǒng)、相機(jī)、傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)、感知、捕捉和測(cè)量技術(shù)，可隨時(shí)隨地訪問(wèn)。②信息技術(shù)。利用多種電信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行信息融合和項(xiàng)目交付。③智能處理技術(shù)。包括云計(jì)算的使用、模糊識(shí)別等。

通過(guò)各種智能計(jì)算技術(shù)，以及大量跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨功能數(shù)據(jù)分析和信息處理，最終實(shí)現(xiàn)了智能控制。在分析物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，在物聯(lián)網(wǎng)的整體技術(shù)架構(gòu)中，我們應(yīng)該保證物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模、流動(dòng)性和安全性。在這一階段，由于我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序仍相對(duì)分散，沒(méi)有系統(tǒng)性，形成了大規(guī)模的發(fā)展，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)從初創(chuàng)到成長(zhǎng)。應(yīng)用該技術(shù)后，構(gòu)建了一個(gè)開(kāi)放、強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。智能電網(wǎng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。傳感器層主要通過(guò)傳感器和RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的獲取；網(wǎng)絡(luò)層依靠電力信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各種能量信息的傳輸和分配；應(yīng)用服務(wù)層主要利用智能計(jì)算、模糊識(shí)別等技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的綜合分析和處理，實(shí)現(xiàn)智能決策、控制和服務(wù)。

3 物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)

國(guó)家對(duì)輸配電設(shè)備、智能電網(wǎng)電力輸配電和轉(zhuǎn)換設(shè)備的操作和控制提出了新的要求，以實(shí)現(xiàn)可視化、控制平臺(tái)虛擬化、密集、信息交互為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的良好運(yùn)行，可以監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程，建立智能風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信息系統(tǒng)。電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修根據(jù)整個(gè)生命周期優(yōu)化靈活的經(jīng)營(yíng)方式，實(shí)現(xiàn)預(yù)警、決策支持、在線仿真和實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備的持續(xù)改進(jìn)等。輸電線路的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用之一，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用可以改善輸電線路的感知操作條件，可以監(jiān)視的內(nèi)容主要包括微風(fēng)、地面振動(dòng)、結(jié)冰、溫度變化和表面凹陷、輸配電線導(dǎo)體損壞、季風(fēng)、污染等。設(shè)備監(jiān)測(cè)采集的信息不僅包括設(shè)備狀態(tài)信息，比如設(shè)備健康狀況、設(shè)備運(yùn)行曲線等，還包括電網(wǎng)運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)信息，比如機(jī)組工作條件和電網(wǎng)棒等件。

3.2 變電站電氣設(shè)備綜合評(píng)估技術(shù)

變壓器等大型設(shè)備的安全性評(píng)價(jià)和故障預(yù)測(cè)被廣泛接受。本文研究了變電站電氣設(shè)備的綜合評(píng)價(jià)，研究了變電站早期和突發(fā)性故障的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程和規(guī)律。介紹了變壓器設(shè)備故障的新特征提取方法和故障評(píng)價(jià)理論和方法，內(nèi)部絕緣早期和突然失效的多因素預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)模型，以及變壓器剩余壽命綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)的原理和關(guān)鍵技術(shù)。

3.3 輸變電設(shè)備全壽命周期管理技術(shù)

輸配電設(shè)備的整個(gè)生命周期管理的目的是最大限度地提高設(shè)備的可用性和可靠性。將第一個(gè)全生命循環(huán)成本管理方法應(yīng)用于核電站，并逐步推廣到發(fā)電機(jī)、大變壓器、勵(lì)磁機(jī)、低壓輸配電系統(tǒng)、儀表空氣系統(tǒng)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)建立了PAS55標(biāo)準(zhǔn)，并給出了資產(chǎn)管理的基本流程。由于電力輸送和改造設(shè)備投資在電力項(xiàng)目投資中占有非常重要的地位，因此，建立了全生命周期管理系統(tǒng)，電力項(xiàng)目投資損失的輸變電設(shè)備具有重要意義。

4 結(jié)論

為了實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用中突破，必須創(chuàng)建電力網(wǎng)絡(luò)芯片設(shè)計(jì)、應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)體系、信息安全、軟件和測(cè)試平臺(tái)，比如一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈的實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的發(fā)展。智能電網(wǎng)中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將有效整合通信基礎(chǔ)設(shè)施和電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施資源，提高電力系統(tǒng)的信息水平，提高現(xiàn)有電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的利用率，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)和綠色增長(zhǎng)。

［1］郭登峰，徐正山，李坤，等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)撐起智能電網(wǎng)［J］.華北電業(yè)，2010（02）.

［2］李勛，龔慶武，喬卉.物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用展望［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（22）.

［3］趙強(qiáng).基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力設(shè)備狀態(tài)檢修［D］.北京：華北電力大學(xué)，2011.

〔編輯：張思楠〕

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.156

2095-6835（2017）24-0156-02

廣東電網(wǎng)科技項(xiàng)目（編號(hào)：031300KK52160025）