信息物联网在输变电设备在线监测中的应用

尹　成,夏云峰,杨　武（广东电网有限责任公司东莞供电局,广东东莞523000）

信息物联网在输变电设备在线监测中的应用

尹成,夏云峰,杨武
（广东电网有限责任公司东莞供电局,广东东莞523000）

文章总结了物联网概念和物联网在输变电设备在线监测应用中物国内外研究现状,结合物联网体系结构介绍物联网技术在输变电设备在线监测中的应用,最后提出了对物联网技术在输变电设备在线监测中应用前景的展望。

物联网技术；输变电设备；在线监测

1　引言

电力网络的重要组成部分就是输变电设备，可靠性以及安全性是电力安全运行最基本的保障，该设备是物联网应用的最重要领域之一。目前输变电设备监测系统只要采用站端控制层、就地监测层、远方监控与数据采集管理层架构的方案。其通信方式为RS485/CAN总线等通信方式。这些都无法满足智能电网下输变电设备监测有效性和高效性格的要求。物联网则为输变电设备在线监测提供了新的智能化的手段。物联网技术的进步对输变电设备在线监测具有极为重要的影响。所以，通过应用物联网技术对输变电设备在线监测值得我们探讨与研究，它有利于国家电网的进步与发展。

2　物联网技术和输变电设备在线监测的概述

2.1物联网技术和输变电设备在线监测的概念

物联网是指按照既定的协议,通过全球定位系统、红外感应器、射频识别、激光扫描器等信息传感设备，连接任何物体与互联网并进行通信和信息交换，最终实现智能化对物体的识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是一种“物物相连的互联网”。物联网具有三大基本特征：通过网络的融合与协同进行信息的实时传输和共享、全面感知系统及运行环境实时信息、通过对互联有效的海量信息进行感知并做云计算智能处理。应用于物联网的技术称之为物联网技术。其作为新型信息通信技术引起了人们广泛的关注。现在，国际已经开始纳入物联网以及相关的发展，很多的部门已经开始在一些科技项目当中建立很多课题进而支持物联网技术。

输变电设备在线监测是指利用广域通信技术、信息处理技术、传感器技术等多种监测传感技术,通过运用数据采集分析技术和通信技术对信息的采集、处理，以获取能反映运行状态的量，实现对输变电设备状态的监测、分析、处理,必要时还可以提供故障诊断信息,从而实现对输变电设备状态的实时感知、监测、预测。输变电设备的状态一般可以分为三种状态，即故障状态、正常状态、异常状态。其监测主要包括电力电缆监测、高压电力变压器在线监测、高压电容型设备在线监测等。

2.2物联网技术在输变电设备在线监测中应用的国内外研究现现状

物联网的概念于1999年在美国麻省理工学院由kevin教授于首次提出；国际电信联盟于2005年正式提出物联网概念；而温家宝在视察江苏微纳传感网工程的时候就提出了一个概念就是“感知中国”，而物联网也被叫做是世界信息产业第三次革命。而二十世纪六七十年代,美国投入巨大的资金就是为了开展这个工程，也就是以监测为前期的检修工作，而且这个也带动了大部分的工业继续进行对信息物联网在线监测的应用；而二十世纪八十年代,检修已经发展到了应用于输变电设备，与此同时，西方的很多国家也开始运用了在线监测去检修和监测设备。而到了二十世纪九十年代,很多研究所也开始研究这项技术，最后研究出来一套具有非常完整的输电线路在线监测技术。二十一世纪以后,很多单位也开始研究在线监测技术，很多研究单位研发了动态增容系统、雷电定位系统以及微气象监测系统等，这些技术被广泛的推广并应与电力系统中。我们国家的电网公司也发布了《输变电设备状态检修试验规程》等七项公司技术标准。从2009年起，国家电网公司依据智能电网建设规划，分批在云南、江西、福建、山西、、湖北、广东等地建设了输变电设备在线监测试点。此外，部分网省公司还建立了全省的输电线路监控中心。现在，这项技术已经开始运用在电网当中的每一个环节，而输变电设备在线监测系统的信息采集以及应用是通常都是输变电设备的单一的数据结果。每个系统没有建立属于自己的独立的信息库,信息采集的全网覆盖情况有待加强。

3　物联网体系结构及基于物联网技术在输变电设备状态的监测应用中存在的问题

3.1物联网体系结构

物联网技术是输变电设备在线监测实现自动化和智能化的有效手段。物联网构架分为三层，包括感知层、网络层以及应用层，而主要的流程可以分为以下四个环节，也即是信息的传送、信息的处理、信息的感知以及信息的标识，其核心功能是处理、传送以及感知，而感知层主要可以包括每一种标签以及读写器、二维码标签和识读器、每一种传感器以及终端传感器网络、摄像头和传感器网关等。感知层利用GPS、传感器网络等捕获、测量的方法，实时采集物体信息并获取各部分在采集电力系统中的即时数据反馈。其应用的各个部分基础技术是在智能电网中，运用包含短距离传输技术、传感器以及控制技术等先进的技术，对智能电网各环节相关信息进行采集。网络层包括核心网和接入网，鉴于智能电网对数据的安全、传输的可靠性以及实时性的要求非常严格。而网络层的主要的功能就是支撑物联网感知层以及应用层之间的数据通信及其传输。在应用上对传输的可靠性、监控的实时性方面要求非常严格，其物联网的主要是依赖那些通信网，在没有很好的条件情况下或者是非常特殊情况下可以运用公网，但是一定要做好安全防范的措施。而网络层信息传递则主要依靠电力骨干光纤网辅以电力线载波通信网等。应用层负责对收集的数据、信息进行分类、综合、分析、共享。其主要是为了构建能为各种应用提供服务的平台。将智能电网的需求与物联网技术相结合，以找寻电网智能化应用适当方案。

3.2基于物联网技术的输变电设备在线监测的问题

现在，在输变电的设备在线监测系统当中，大部分都是采用三层分布式，也就是数据采集管理层及远方的监控、就地的监测层、站端的控制层，把监测出来的数据经电力通信及时地传到总部，如下图所示。

这时，因为运用了有线的通信模式,因此一定铺设一些通信介质作为通信的信道,但是如此一来，不仅布线的复杂性加大而且所需施工时间较长同时增加了安装的成本，并且在这种情况下一旦通信信道遭破坏或因自然灾害造成损害后，其故障定位的难度大大增加。

3.3物联网技术在输变电设备在线监测当中应用的前景

在线监测是智能电网建设的非常重要组成部分，这个技术不仅仅是对输变电设备状态进行一系列的监测，而且还提升了设备在安全生产运行的能力。这种技术也是具有非常重要的新兴技术手段，这种技术已经引起了世界上很多国家的关注，我们国家的已经把这一重要技术作为了一项国家的战略，并且在很多方面给与了肯定的支持。运用物联网技术，建设覆盖全体城乡用户用电设备的物联网，已经成为了“感知中国”非常重要的基础。物联网的发展不仅促进了我国电力产业结构的升级与发展，更创造出在国际领先的自主原创的研究成果。这不仅利于物联网产业和技术的发展，而且拉动国民经济，提升了我国的综合国力，具有及其重要的意义。

4　结束语

综上所述，在智能电网中，作为基础环节且分布十分广泛的是信息的感知与收集。把信息采集、监测监控等方面占有极大的优势。物联网技术在输变电设备在线监测中起着巨大的推动作用。我国物联网技术日益发展，不少科研院和单位开始从事输变电设备在线监测中物联网技术的应用的研发。不少厂家也纷纷将物联网应用于设备监测中。但基于物联网技术的输变电设备在线监测技术应用中仍然存在一些问题需要我们找到相应的解决方法。从而促进我国电力事业的不断快速发展的需要。

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尹成（1973—）助理工程师，本科，1996年毕业于广东工业大学电力系统及其自动化专业，从事输电设备运维与检修方面的研究工作。