蔣勇 吳培軍

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平也在提高。在生活中的用電量加大就是標(biāo)志之一。而我國(guó)為了更好的輸送電能，就要隨著世界的送電技術(shù)改革自身。因此，面對(duì)現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，我國(guó)要更好的把它應(yīng)用到實(shí)際中，并且通過新的技術(shù)對(duì)輸電線路在線檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行全方位的檢測(cè)并改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智能電網(wǎng);輸電線路;在線監(jiān)測(cè)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力需求不斷攀升，電網(wǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)大，對(duì)輸電線路巡線、安全防范等工作難度也越來越大。及時(shí)發(fā)現(xiàn)和掌握輸電線路氣象環(huán)境、導(dǎo)線溫度、導(dǎo)線舞動(dòng)、線路覆冰、桿塔傾斜、人為破壞、異物入侵等情況，對(duì)提高輸電網(wǎng)的負(fù)載能力、安全運(yùn)行、防止事故發(fā)生具有極其重要的意義。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是隨著科技發(fā)展的潮流以及人們對(duì)生活水平高標(biāo)準(zhǔn)的期望產(chǎn)生的一種技術(shù)，這種技術(shù)可以更好的保證人們的用電安全以及對(duì)電網(wǎng)的隨時(shí)監(jiān)控。保證了人們的對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)生活的要求。并且物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的檢測(cè)系統(tǒng)，可以隨時(shí)檢測(cè)出出現(xiàn)的各種問題。因此運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸電線路上在線監(jiān)測(cè)是十分有必要的。

1.1概念

物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義就是物體連接的網(wǎng)絡(luò)。但是實(shí)際上它不僅僅是物體和物體的連接，還有人和物體的連接。但是無論何種連接方式，都需要介入無線網(wǎng)絡(luò)中，才能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。并對(duì)物體有關(guān)標(biāo)示進(jìn)行及時(shí)連接網(wǎng)絡(luò)。

在1999年由麻省理工學(xué)院提出對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義，物聯(lián)網(wǎng)即把通過射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所有物品的識(shí)別和管理的技術(shù)稱為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

1.2物聯(lián)網(wǎng)的特征

①可感知性可感知性指的是物聯(lián)網(wǎng)能夠搜集物體上的信息，也就是通過射頻識(shí)別等方式進(jìn)而感知物體，采集信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的認(rèn)識(shí)。物聯(lián)網(wǎng)的引進(jìn)和使用很好的體現(xiàn)了可知性的特征，能夠更好的采集信息和感知物體。

②可互通性可互通性是指在特定的情境下，只要把物體接入到信息網(wǎng)絡(luò)中，就能實(shí)現(xiàn)信息的交互、信息的識(shí)別和互通。

③智能化智能化是物聯(lián)網(wǎng)所具有的較為高端獨(dú)特的特點(diǎn)，通過使用各類先進(jìn)智能設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)就能解析出很多相關(guān)信息，這在一定程度上減少了信息處理的時(shí)間，進(jìn)而提高了設(shè)備的智能化水平。

2基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

①感知層。感知層的主要任務(wù)是在輸變電和配電的各個(gè)環(huán)節(jié)中給各類電力設(shè)備安裝信息感知設(shè)備，這些感知設(shè)備通常包括電子標(biāo)簽（FRID）、智能傳感器、二維碼、紅外感應(yīng)器和激光掃描儀。物聯(lián)網(wǎng)將所有的電力設(shè)備組成一個(gè)可連通的大網(wǎng)絡(luò)，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下建立起統(tǒng)一的感知信息模型，進(jìn)而將電網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)匯聚到控制器上，最后通過網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至電力內(nèi)網(wǎng)中。

②網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層是把傳感器所感知到的數(shù)據(jù)傳遞到電力系統(tǒng)中，使用一定的通信設(shè)備把所搜集到的實(shí)時(shí)信息準(zhǔn)確無誤的傳輸?shù)诫娏?nèi)網(wǎng)中，以提供給各項(xiàng)設(shè)備調(diào)度使用，網(wǎng)絡(luò)層則是通過各種不同的信息傳遞方式但是使用統(tǒng)一的信息傳遞規(guī)約把感知到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸送至電路系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理，將所有的有效信息集中到匯聚控制器中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，通過對(duì)信息進(jìn)行集中處理，實(shí)現(xiàn)個(gè)電網(wǎng)中數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)傳遞集中。在這一過程中控制器是能夠統(tǒng)一處理各智能傳感器數(shù)據(jù)的設(shè)備，集成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及GPRS/GSM/CDMA等無線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)把所搜集的信息傳遞到電網(wǎng)內(nèi)部，同時(shí)匯聚控制器可以對(duì)現(xiàn)階段的信息進(jìn)行下一步的加工再處理，通過初步處理，最后將信息傳遞至應(yīng)用層內(nèi)。

③應(yīng)用層。應(yīng)用層的最重要的功能是把來自網(wǎng)絡(luò)層的信息進(jìn)行預(yù)加工，統(tǒng)一編碼存儲(chǔ)，最后針對(duì)這些信息判斷線路中是否存在故障。應(yīng)用層是對(duì)來自網(wǎng)絡(luò)層的信息進(jìn)行加工處理，其處理方式主要通過對(duì)大量的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，把得到的數(shù)據(jù)應(yīng)用至正常運(yùn)行的線路中，通過對(duì)所存在變量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)對(duì)比正常運(yùn)行時(shí)的變量數(shù)值，通過對(duì)比推測(cè)實(shí)際運(yùn)行的線路是否存在問題，保證在第一時(shí)間監(jiān)測(cè)到線路存在的問題，為之后的故障維修提供重要信息。

2.2關(guān)鍵技術(shù)

①物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)物到物、人到物和人到人的互連。物聯(lián)網(wǎng)具備全面感知、可靠傳輸和方便易用的特性。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為輸變電設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)以及資產(chǎn)管理提供了技術(shù)保障。近年來物聯(lián)網(wǎng)RFID、傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用取得了豐碩的成果。

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為輸電線路監(jiān)測(cè)引入了新的理念、技術(shù)和方法。輸電線路具有地域分布廣、地理環(huán)境復(fù)雜、氣候多變等特點(diǎn)，因此需要通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全面地獲取設(shè)備、環(huán)境、導(dǎo)線、桿塔等多種設(shè)備信息進(jìn)行綜合處理和判斷，全面的信息感知為輸電線路的全方位監(jiān)測(cè)和智能化管理提供了基礎(chǔ)。

②邊緣計(jì)算。邊緣計(jì)算是指在網(wǎng)絡(luò)邊緣執(zhí)行計(jì)算的一種新型計(jì)算模型。大量物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的應(yīng)用，不僅帶來海量的數(shù)據(jù)，也為基于云平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)帶來了帶寬負(fù)載、實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性等諸多挑戰(zhàn)和瓶頸，為了解決上述困難，邊緣計(jì)算技術(shù)被迅速地納入物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中。邊緣智能終端為具有邊緣計(jì)算、智能處理、存儲(chǔ)功能的小型邊緣計(jì)算設(shè)備，為物聯(lián)網(wǎng)信息采集設(shè)備提供接入管理、本地計(jì)算和數(shù)據(jù)的初步處理，分流云平臺(tái)的計(jì)算任務(wù)，降低上傳至云平臺(tái)的數(shù)據(jù)量，從而減輕主干鏈路帶寬負(fù)載，提高服務(wù)和信息反饋的實(shí)時(shí)性。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)未來發(fā)展及完善

①隨著輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能化發(fā)展要求的不斷提高，要積極拓展RFID、GSP及狀態(tài)傳感器等技術(shù)的引進(jìn)和功能使用，逐漸建立和完善輸變電設(shè)備智能監(jiān)測(cè)模型，并在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)全景狀態(tài)信息模型的研究。

②在大數(shù)據(jù)到來的信息化時(shí)代，輸電線路的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、分析以及信息的交互的需求也日益提升，所以需要根據(jù)輸電線路的要求進(jìn)行一體化智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究，使其具備一定的自治協(xié)同能力。

③從上述分析可以看出，全站設(shè)備狀態(tài)信息通信技術(shù)已經(jīng)成為輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)，所以基于IEC標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)通信技術(shù)和信息集成技術(shù)應(yīng)該加強(qiáng)研發(fā)，并對(duì)有線/無線通信接口進(jìn)行進(jìn)一步的統(tǒng)一。

④互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展也進(jìn)一步推動(dòng)了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件的發(fā)展，目前的主要電力傳感器采用的是光纖傳感，所以目前對(duì)于傳感器的研究方向應(yīng)該加強(qiáng)電力專用傳感器的研發(fā)。

⑤在輸變電的設(shè)別狀態(tài)監(jiān)測(cè)過程匯中，還需要根據(jù)系統(tǒng)要求加強(qiáng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的可靠供電問題監(jiān)測(cè)，保證監(jiān)測(cè)信息的可靠性。

⑥此外，根據(jù)目前的可視化系統(tǒng)的發(fā)展，應(yīng)該積極引進(jìn)三維立體全景全息可視化系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)綜合信息可視化展示平臺(tái)，使得監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作能夠可視化、直觀化。

⑦要實(shí)現(xiàn)信息的互通和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建設(shè)，應(yīng)該積極引進(jìn)“云”技術(shù)，優(yōu)化基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模塊和存儲(chǔ)模塊，該技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用也將推動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的全壽命周期管理。

結(jié)語：

隨著世界的技術(shù)發(fā)展，對(duì)于電力運(yùn)輸應(yīng)用都在逐漸采取最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)輸電線路進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，能夠隨時(shí)隨地檢測(cè)出輸電線路出現(xiàn)的細(xì)微問題，在最大程度上減少不必要的損失。因此應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸電線路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是國(guó)家發(fā)展改革，世界進(jìn)步的必要趨勢(shì)。

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