泛在电力物联网在智能变电站中的应用与展望

泛在电力物联网在智能变电站中的应用与展望

周萍 1 陈家栋 2

国网宁波供电公司 浙江宁波 315000

2.宁波送变电建设有限公司送配电服务分公司 浙江宁波 315000

摘要：随着我国电力行业的不断发展，配电网的规模不断加大。但是，在信息化时代中，配电网在自动化和信息化水平方面有待进一步提升。将泛在电力物联网应用于智能配电系统，就是将物联网技术作为一项核心技术，并充分吸纳先进的人工智能技术、大数据技术等，促使电力系统运行过程中的每一个环节都可以实现信息与数据的共享。

关键词：智能变电站；泛在电力物联网；关键技术；应用与展望

引言

依据国网公司建设“三型两网、世界一流”能源互联网企业的目标追求，万物互联、人机交互的泛在电力物联网建设已上升到企业战略目标的高度。在状态全面感知、信息高效处理和应用便捷灵活的泛在电力物联网背景下，配电网日常的建设、运维、检修和抢修必将发生新的变化，对起到基础支撑作用的配电网数据信息的获取、存储、使用和更新提出了新的要求。为避免淹没在浩淼的数据海洋中，提升配电网数据信息的管理效率，亟需一个完善的体系对泛在电力物联网中产生的繁杂的基础数据和海量的运行数据加以管控，因此建立基于泛在电力物联网的配电网数据管控体系具有必要性和紧迫性。

1物联网的概念

物联网指的是通过对具有计算、感知以及执行和通信等能力的设备进行部署，所取得物理世界所具备的信息或者是对物理世界的物体进行控制的权利，并通过网络信号来实现数据的传输与处理，从而实现人与通信以及物与通信之间的网络。且物联网具有以下3个特征：其一，全面感知，即利用各种传感技术以及数据识别技术来索取物理世界中的吾提数据；其二，可靠传输，即通过电力、通信系统、网络，在需要时也可借用其他资源，从而达到将物体的信息数据进行传输的目的；其三，智能处理，利用相关媒介来将大量的数据信息进行集中分析处理，从而实现对物体进行智能控制的目的。因此，物联网系统包含有感知、网络以及应用三个层面。感知层面能够实现各个环节的信息统筹感应及表现，宠儿构建统一的数据模型，进而规范感知层的信息输入，从而完善SG-ERP架构，并借助各种设备实现对物理世界数据的采集、识别以及汇编，其系统的组成主要包含有传感器、无线电射屏识别器以及可读写设备与检测装置等等。且网络层面的主要能力与作用便是进行数据的接入以及组网，并通过将不同的数据评比来规范通信数据的传输。且网络层面的设备在监测装置到数据汇集控制器最后统一接入既定统一网管来实现数据的统一通信、传输，从而能够增强不同生产商出产设备间的可替换性，进而实现不同厂家的设备间的无缝转接。应用层面在一般层度上来将，其遵循着SG-ERP的构架体系，并将多种信息进行统筹管理，同时向外进行统一的数据服务，能够有效的支持各类业务的使用，且基于此，能够用于各项电力物联网服务的开发，从而以供企业业务的有效调用。

2泛在电力物联网在智能变电站中的应用及展望

2.1电气线路跳闸故障监测

传统的故障检修需要人力对故障位置进行检查来解决该问题，由于电气线路越复杂，故障排除就越困难。但通过实施泛在电力物联网，故障的监测和检测可以自动跟踪，与故障相关的所有信息都是自动发送，如：使用指定的传感器检测电流和电压水平，对于电流值使用霍尔电流传感器将其串联在线路上以捕捉通过线路的电流值。电压偏差规则(VDR)被用作传感器来收集电压读数并由处理器进行分析，然后发送到监控单元。电流值将自动以图形形式显示。对于故障情况，将电流值与预设值进行比较，如果电流值达到或超过预设值，系统将触发保护装置，并将故障信息发送给监控装置。这样，故障发生的信息(如位置)将通过Wi-Fi传输到服务器，后台通过对故障数据进行分析，就可以确定故障的位置和参数，进行快速排除。故障发生的信息(如位置)通过Wi-Fi传输到服务器准确发送给站内工作人员。

2.2应用于网络层的关键技术

因为当今的配电网有着点多面广的特点，所以如果依然按照传统点对点形式的通信方法进行设计，将很难将网络层全面铺开。在设计网络层进行的过程中，应该应用有线模式和无线模式两者互补的方式来实现，同时应该注重落实所有的安全防御工作。首先，应该注重底层自组网和核心通信网规划技术的应用，因为配电通信系统中通常承载着大量的业务传输任务，意味着通信系统需要符合很多种的QoS需求。随着通信系统中的接入对象越来越丰富，泛在感知信息的数据量和呈现维度将出现指数式上升趋势。为了有效应对这样的情况，需要让自组网的路由策略变得更加“健壮”。通过这样的方式，可以有效保障底层接入网的控制量和状态量，进而实现海量信息的及时传输。在此过程中，可以通过网络扩充的相关算法，将配网系统和通信系统之间的耦合关系作为基础，并从拓扑概念入手，对信息物理系统（Cyber-PhysicalSystems，CPS）进行协同规划。

2.3异构网络平台的互操作行和无缝融合技术

该技术在实际应用过程中接触到的感知对象并不相同，被感知的对象呈现的特性也呈现差异。由于传感设备在实际应用过程中涉及类型比较丰富，同时伴随多样化特征。根据所处环境的不同，平台可以针对不同类型的标志技术或通信技术实现互操作性和无缝技术融合，效果差异性十分明显。如果将电力物联网看作一个具有典型特征的异构网络，网络的异构化会导致网络平台在链接时出现明显的复杂特征。在实际运用过程中，物联网技术应用范围广泛，可以根据不同要求，按照不同的连接方式进行操作。在构建电力系统的过程中，只要保证其安全性和稳定性，就能够满足人们生活中对电力资源的基本需求。

2.4数据的处理技术和计算技术

当前我国信息技术快速发展，也逐渐渗透于我国的各个行业，电力物联网的发展也需要运用互联网技术。在获取数据、利用数据以及生成数据的过程中，运用互联网技术能够有效提高处理速度，丰富数据处理技术类型。此外，泛在物联网的技术需要从根本上实现数据的储蓄、共享以及管理。

2.5设备温度类在线智能监测应用

变电站中设备的温度是非常重要的一个参数，若温度过高，可能会影响设备的工作性能甚至烧毁设备，因此对温度的检测很有必要。在变电站中，电缆接头、闸刀触点、开关触点、消弧线圈、电容器等关键结点处可能会因为过载、紧固松动、散热不良等原因导致发热，从而引发设备故障。对主要设备可安装智能无线温度传感器，通过泛在电力物联网，采集数据后将信息实时发送后台进行海量数据处理，若温度数据超过设定阈值，直接发出预警信号。如对开关柜的温度监测，可采用超高频温度读卡器对超高频温度标签进行识别，该超高频温度标签集成了射频识别和传感功能，既可以测量温度也能存储数据，且具有小型化的优点。

结束语

综上所述，在当今的电气化时代，社会经济与科学技术的发展对各行各业的发展起到了有效的推动作用，其中电力行业的发展十分可观。但是，当今的电力行业智能配电系统依然在自动化和信息化方面存在着不足。将泛在电力物联网技术应用于智能配电系统，将有效弥补其存在的不足，利用先进技术为智能配电系统的发展提供动力，进一步提升我国电力行业的发展。

参考文献

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