張樂 秦夢瑤

摘要：智能電網(wǎng)的構(gòu)建需要以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為支撐。依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展，在分析智能電網(wǎng)功能需求的基礎(chǔ)上，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電網(wǎng)系統(tǒng)組成，并給出了一種智能變電站應(yīng)用技術(shù)方案當(dāng)前時期，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，智能電網(wǎng)的構(gòu)建需要以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為支撐，在很多行業(yè)中得到了應(yīng)用。對于電力行業(yè)來說，當(dāng)下的主要工作就是要通過有效措施來保證人民群眾的用電需求，實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，而可行的措施就是要強(qiáng)化智能電網(wǎng)的建設(shè)工作。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智能變電站;應(yīng)用

引言

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)高度發(fā)展的進(jìn)程中形成的產(chǎn)物，其實(shí)質(zhì)上是一種“物與物之間相互聯(lián)系的互聯(lián)網(wǎng)”，其中的“物”指的是智能化的機(jī)器設(shè)備。這些機(jī)器可以接收與識別一些射頻信號，分析其代表的數(shù)據(jù)信息，并依照約定協(xié)議實(shí)現(xiàn)物品與互聯(lián)網(wǎng)的相互連接，從而實(shí)現(xiàn)智能化的控制與處理。當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為全世界矚目的一項(xiàng)前沿技術(shù)，得到了各國的廣泛關(guān)注與積極探索，尤其是在我國創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的戰(zhàn)略背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各行業(yè)的滲透程度不斷加深。

1智能電網(wǎng)功能需求分析

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)之中，可使得整個電力系統(tǒng)的信息化程度有大幅的提升，自動化水平也會得到進(jìn)一步增強(qiáng)。智能電網(wǎng)是相對傳統(tǒng)電網(wǎng)的升級和跨越，目前還沒有一個明確的定義，但它代表了電力系統(tǒng)的未來發(fā)展方向，強(qiáng)調(diào)的是“堅(jiān)強(qiáng)”和“智能”兩個基本內(nèi)涵。所謂“堅(jiān)強(qiáng)”，即是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以對故障進(jìn)行有效的防御，確保外力造成的損壞切實(shí)降低，抵擋自然災(zāi)害的能力有大幅的增強(qiáng)。在現(xiàn)代通信技術(shù)的支持之下，通過大數(shù)據(jù)分析智能決策控制，使得電力流、信息流以及業(yè)務(wù)流等能夠真正整合為一體。由此來說，就是家庭、公共以及工廠等方面的電力網(wǎng)絡(luò)均要納入到智能電網(wǎng)之中，同時還要能夠?qū)﹄娫?、用戶的接入以及退出有效兼容?/p>

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能變電站應(yīng)用前景分析

智能變電站是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐，具有信息化、自動化、互動化的特征，由先進(jìn)、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設(shè)備組合而成，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺傳輸信息，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應(yīng)用功能。目前，智能變電站的建設(shè)大多關(guān)注智能開關(guān)、數(shù)字保護(hù)監(jiān)控合一裝置、設(shè)備在線監(jiān)測以及后臺功能的高級應(yīng)用等方面，對于變電站配置的輔助系統(tǒng)關(guān)注度還不是很高。目前變電站配置的圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)、火災(zāi)報警、主變消防、給排水、采暖通風(fēng)等輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，依然是各自獨(dú)立的、不具備智能對話功能的小型自動化裝置，需要更多的人工來關(guān)注、理解和處理這些設(shè)備的信息。伴隨著對智能變電站理解的不斷深入，新的智能化功能要求將不斷提出。從智能管理角度來看，搭建一個公用的監(jiān)測輔助控制平臺，集成所有的輔助系統(tǒng)功能，方便新的智能化功能擴(kuò)充，有利于設(shè)備管理;規(guī)范各類輔助系統(tǒng)的信息傳輸方式及通信規(guī)約，有利于統(tǒng)一化管理;通過集成輔助系統(tǒng)的信息，有利于遠(yuǎn)方人員對站內(nèi)狀況全盤掌控，提高監(jiān)管質(zhì)量。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了人類社會與物理系統(tǒng)的整合，實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備的實(shí)時管理和控制。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過對外界的感知，構(gòu)建傳感網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，對影響變電站運(yùn)行的因素實(shí)施全方位智能監(jiān)測。在傳感網(wǎng)監(jiān)測平臺基礎(chǔ)上建立一套全站公用的智能監(jiān)測與輔助控制系統(tǒng)，集成目前圖像監(jiān)視、安全警衛(wèi)、火災(zāi)報警、主變消防、采暖通風(fēng)等輔助系統(tǒng)的系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)對站內(nèi)人員的巡檢、操作運(yùn)行維護(hù)等正確行為的驗(yàn)證，從而達(dá)到“智能監(jiān)測、智能判斷、智能管理、智能驗(yàn)證”的要求，實(shí)現(xiàn)變電站智能運(yùn)行管理。智能監(jiān)測是指對影響變電站運(yùn)行的因素采用全方位、多手段的實(shí)時監(jiān)測，自動評估變電站運(yùn)行狀態(tài)，減少人為工作量，是變電站實(shí)現(xiàn)自動化管理的前提。智能判斷是指在減少遠(yuǎn)方人員參與的前提下，根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)評估變電站的運(yùn)行狀態(tài)，自動判斷出各類異常情況，生成處理方案，形成判斷結(jié)果。智能管理是指執(zhí)行判斷結(jié)果，實(shí)現(xiàn)輔助系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)聯(lián)動，消除異常情況造成的影響，形成異常情況處理過程報告，及時將結(jié)果上報遠(yuǎn)方集控中心，監(jiān)測輔助系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，執(zhí)行遠(yuǎn)方集控中心的各項(xiàng)命令。智能驗(yàn)證是驗(yàn)證站內(nèi)人員的巡檢、操作運(yùn)行維護(hù)等行為的正確性，與站內(nèi)人員行為實(shí)現(xiàn)互動，保證人員安全，避免事故發(fā)生。

3智能變電站中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的方案設(shè)計

3.1主機(jī)系統(tǒng)

主機(jī)系統(tǒng)是智能變電站的中樞部分，其主要功能是接收來自于監(jiān)測傳感系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，并依照這些信息把握變電站的基本狀態(tài)，自動判斷出各類異常狀況并執(zhí)行相應(yīng)的方案，保證各輔助系統(tǒng)之間的有機(jī)協(xié)調(diào)。

3.2傳感網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

傳感網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)主要由傳感器節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，其中前者主要涵蓋溫濕度傳感節(jié)點(diǎn)、煙霧傳感節(jié)點(diǎn)、水浸傳感節(jié)點(diǎn)等設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對于不同狀態(tài)的有效監(jiān)控。而匯聚節(jié)點(diǎn)的作用則是將經(jīng)由上述各個傳感節(jié)點(diǎn)形成的數(shù)據(jù)傳送進(jìn)入主機(jī)系統(tǒng)。綜合來看，傳感網(wǎng)檢測網(wǎng)絡(luò)主要采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)與有線傳感網(wǎng)絡(luò)兩種形式。如果選擇利用電池對傳感網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行供電，那么傳感器的工作電流及電池容量大小對于其使用壽命具有決定性的作用，這其中傳感器的工作電流又因其組成材料、工作機(jī)理、特征頻率等的不同而存在差異，在應(yīng)用中需要依照智能變電站的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化選擇。

3.3圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)子系統(tǒng)

針對常規(guī)變電站安全監(jiān)視系統(tǒng)配置的不足，組建多類型探測器節(jié)點(diǎn)協(xié)同感知的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全新的目標(biāo)識別、多點(diǎn)融合和協(xié)同感知，具有以下特征：多種探測原理的前端探測手段協(xié)同綜合工作、智能識別;對變電站圍界進(jìn)行全天時動態(tài)智能感知;探測分析、阻擋延緩、復(fù)核響應(yīng)多手段融合，可依據(jù)具體情況按需按時布防和撤防。聯(lián)動控制實(shí)現(xiàn)分系統(tǒng)的功能一部分由系統(tǒng)集成平臺軟件實(shí)現(xiàn)（報警聯(lián)動、視頻觸發(fā)等），另一部分由硬件I/O量控制器實(shí)現(xiàn)（照明、音頻告警和物理布防撤防等）。通過基于圖像模式識別的信號處理技術(shù)，智能視頻處理系統(tǒng)可自動識別、跟蹤進(jìn)入視場范圍內(nèi)的入侵目標(biāo)。當(dāng)入侵行為觸發(fā)報警時，系統(tǒng)立即和智能視頻分系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，相關(guān)攝像機(jī)自動凝視侵入目標(biāo)，該視頻圖像自動彈出在監(jiān)視器的最頂層，值班人員可迅速直觀地看到現(xiàn)場的實(shí)際情況;與此同時，變電站控制主機(jī)會發(fā)送音頻信號至現(xiàn)場的音頻設(shè)備，向現(xiàn)場進(jìn)行聲音告警;值班人員亦可通過麥克風(fēng)設(shè)備向現(xiàn)場通話告警，警告可疑人員。

結(jié)語

智能電網(wǎng)的發(fā)展，對于新時期保障我國的能源安全、優(yōu)化能源資源的有效配置具有重要作用。智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，亟待創(chuàng)新升級。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入，大幅度提高了智能變電站的信息化、自動化與智能化水平，對變電站的日常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了高效的輔助作用。電力部門要把握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能變電站的契合點(diǎn)，在實(shí)踐中持續(xù)摸索相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，以達(dá)到充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢、提高智能變電站經(jīng)濟(jì)與社會效益的理想目標(biāo)。

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