物联网技术在输变电设备状态监测中的应用

输变电设备在线监测系统通过传感器技术、广域通信技术和信息处理技术实现对输变电设备运行状态的实时感知、监视预警、分析诊断和评估预测, 其建设和推广工作对提升电网智能化水平、实现输变电设备状态运行管理具有积极而深远的意义。

1 相关技术简介

物联网一般是指“物物相连的互联网”, 是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备, 按约定的协议, 把任何物品与互联网连接起来, 进行信息交换和通信, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。输变电设备状态监测是指利用传感器技术、广域通信技术和信息处理技术, 获取反映运行状态的物理量, 对其进行监测、分析处理, 必要时提供报警和故障诊断信息, 避免故障扩大导致事故发生, 实现对输变电设备运行状态的实时感知、监视预警、分析诊断和评估预测。

2 国内外研究现状

物联网的概念于1999年在美国AutoID实验室首次提出;2005年国际电信联盟正式提出“物联网概念”;2009年1月28日, IBM首席执行官彭明盛在“圆桌会议”中提出“智慧地球”的概念;2009年8月7日, 温家宝视察无锡微纳传感网工程技术研发中心时提出“感知中国”的称谓;“物联网”被称为世界信息产业的第三次浪潮。20世纪60年代, 美国开展以在线监测为前期的状态检修工作;80年代, 状态检修从用于发电设备发展到用于输变电设备;2000年, 清华大学、武汉高压研究所等研发了具有完整功能的竼�输电线路在线监测技术;2001年后, 国网电力科学研究院、武汉高压研究院等研发了雷电定位系统、覆冰监控及自动除冰系统等并在电力系统中得到了广泛的推广及应用。

3 物联网技术在输变电设备状态监测中的应用

3.1 物联网体系结构

物联网可划分为感知层、网络层和应用层, 其产业链主要存在标识、感知、处理和信息传送4个环节。全面感知、可靠传送、智能处理是物联网的核心能力。全面感知是指利用RFID、GPS、传感器、传感器网络等感知、捕获、测量的技术手段随时随地对物体进行信息采集和获取;可靠传送是指通过各种通信网络与互联网的融合, 将物体接入信息网络, 随时随地进行可靠的信息交互和共享;智能处理是指利用各种智能计算技术, 对海量的跨地域、跨行业、跨部门的数据和信息进行分析处理, 实现智能化的决策和控制。

3.2 输变电设备状态监测的现状

目前各输变电设备状态监测系统往往都是对输变电设备的单一状态参量进行采集, 信息采集及应用是孤立的、割裂的, 各系统需建立自己独立的状态信息库, 没有形成采集信息全网覆盖, 大大增加了系统运行维护的工作量, 不利于后期的分析处理及预测诊断;且各系统的生产厂家不同, 导致装置标准不统一、通信规约不统一, 不利于系统的运行维护及后期与其他系统的联调;另目前就地监测层与站端控制层间的通信仍以有线通信模式为主, 须铺设通信介质 (如光纤) 作为通信信道, 不仅布线复杂、成本高, 且数据传输易受强电磁干扰。

3.3 应用物联网技术解决输变电设备状态监测中存在的问题

物联网技术是以无线传感网络技术、射频识别RFID技术等作为物体智能识别、监测的手段, 其无线传感网络技术可有效解决有线通信方式的弊端。基于物联网的RFID射频识别技术以射频通信数据通信, 并结合无线通信网络借助GPRS等无线远程传输方式, 可实现对输变电设备的实时同步管理, 为输变电设备状态监测提供了新的智能化手段。

在物联网的感知层, 输电设备在杆塔、输电线路上部署传感器, 变电设备在变压器、GIS设备、容性设备等设备上部署传感器, 利用物联网的RFID技术、传感器技术, 通过监测数据采集装置和智能传感网络, 实时采集输变电设备的各种状态信息。其中, 传感器以小型化、无线化为发展方向, 以实现感知层输变电设备的全范围监测。在物联网的网络层, 输变电设备智能监测装置之间实现信息汇聚和交互后, 通过电力专用数据网络、光纤 (OPGW) 和无线宽带网络等将实时状态信息传送至变电站和输变电设备监测中心;在物联网的应用层, 输变电设备状态监测系统平台及其辅助系统在实现数据的采集、分析及可视化展埲e示�外, 应加强与SCADA系统等其ㄉe他�应用系 (萫统�的信息综合能力, 实现数据的多方位综合分析。物联网技术在输变H芿电�设备状态监测中的应用如图1所示。

4 结论

建设坚强智能电网已成为未来电网的发展方向和既定目标。输变电设备状态监测是智能电网建设的重要壬组e�成部分, 是实现输变电设备状态运行检修管理、提升输变电专业生产运行管理精益化水平的重要技术手段。积极引入物联网技术, 有助于提升输变电设备监测诊断、运行管理的水平, 推进智能电网建设。

摘要：文章总结了物联网及输变电设备状态监测的国内外研究现状, 结合物联网技术, 详细介绍了物联网技术在输变电设备状态监测中的应用, 最后提出了物联网与智能电网相互融合的意义。

关键词：物联网,输变电设备,状态监测

参考文献

[1] 蒋亚军, 贺平, 赵会群, 等.基于EPC的物联网研究综述[J].广东通信技术, 2005 (8) :23～29.

[2] 刘玮, 王红梅, 肖青, 等.物联网概念解析[J].电信技术, 2010 (1) :5～8.