基于物聯網技術的智能變電站應用分析

張樂 秦夢瑤

摘要：智能電網的構建需要以物聯網技術作為支撐。依據物聯網在電力系統的應用發展，在分析智能電網功能需求的基礎上，提出了基于物聯網技術的智能電網系統組成，并給出了一種智能變電站應用技術方案當前時期，物聯網技術已經較為成熟，智能電網的構建需要以物聯網技術作為支撐，在很多行業中得到了應用。對于電力行業來說，當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，實現電力行業的持續發展，而可行的措施就是要強化智能電網的建設工作。

關鍵詞：物聯網技術;智能變電站;應用

引言

物聯網是在互聯網信息技術高度發展的進程中形成的產物，其實質上是一種“物與物之間相互聯系的互聯網”，其中的“物”指的是智能化的機器設備。這些機器可以接收與識別一些射頻信號，分析其代表的數據信息，并依照約定協議實現物品與互聯網的相互連接，從而實現智能化的控制與處理。當前，物聯網技術作為全世界矚目的一項前沿技術，得到了各國的廣泛關注與積極探索，尤其是在我國創新驅動發展的戰略背景下，物聯網技術與各行業的滲透程度不斷加深。

1智能電網功能需求分析

將物聯網技術應用到智能電網之中，可使得整個電力系統的信息化程度有大幅的提升，自動化水平也會得到進一步增強。智能電網是相對傳統電網的升級和跨越，目前還沒有一個明確的定義，但它代表了電力系統的未來發展方向，強調的是“堅強”和“智能”兩個基本內涵。所謂“堅強”，即是網絡架構可以對故障進行有效的防御，確保外力造成的損壞切實降低，抵擋自然災害的能力有大幅的增強。在現代通信技術的支持之下，通過大數據分析智能決策控制，使得電力流、信息流以及業務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絡均要納入到智能電網之中，同時還要能夠對電源、用戶的接入以及退出有效兼容。

2物聯網技術在智能變電站應用前景分析

智能變電站是堅強智能電網的重要基礎和支撐，具有信息化、自動化、互動化的特征，由先進、可靠、節能、環保、集成的設備組合而成，以高速網絡通信平臺傳輸信息，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級應用功能。目前，智能變電站的建設大多關注智能開關、數字保護監控合一裝置、設備在線監測以及后臺功能的高級應用等方面，對于變電站配置的輔助系統關注度還不是很高。目前變電站配置的圖像監視及安全警衛、火災報警、主變消防、給排水、采暖通風等輔助生產系統，依然是各自獨立的、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注、理解和處理這些設備的信息。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，搭建一個公用的監測輔助控制平臺，集成所有的輔助系統功能，方便新的智能化功能擴充，有利于設備管理;規范各類輔助系統的信息傳輸方式及通信規約，有利于統一化管理;通過集成輔助系統的信息，有利于遠方人員對站內狀況全盤掌控，提高監管質量。物聯網技術實現了人類社會與物理系統的整合，實現了對設備的實時管理和控制。利用物聯網技術，通過對外界的感知，構建傳感網監測網絡，對影響變電站運行的因素實施全方位智能監測。在傳感網監測平臺基礎上建立一套全站公用的智能監測與輔助控制系統，集成目前圖像監視、安全警衛、火災報警、主變消防、采暖通風等輔助系統的系統功能，實現對站內人員的巡檢、操作運行維護等正確行為的驗證，從而達到“智能監測、智能判斷、智能管理、智能驗證”的要求，實現變電站智能運行管理。智能監測是指對影響變電站運行的因素采用全方位、多手段的實時監測，自動評估變電站運行狀態，減少人為工作量，是變電站實現自動化管理的前提。智能判斷是指在減少遠方人員參與的前提下，根據監測的數據評估變電站的運行狀態，自動判斷出各類異常情況，生成處理方案，形成判斷結果。智能管理是指執行判斷結果，實現輔助系統間的協調聯動，消除異常情況造成的影響，形成異常情況處理過程報告，及時將結果上報遠方集控中心，監測輔助系統的運行狀態，執行遠方集控中心的各項命令。智能驗證是驗證站內人員的巡檢、操作運行維護等行為的正確性，與站內人員行為實現互動，保證人員安全，避免事故發生。

3智能變電站中應用物聯網技術的方案設計

3.1主機系統

主機系統是智能變電站的中樞部分，其主要功能是接收來自于監測傳感系統的數據信息，并依照這些信息把握變電站的基本狀態，自動判斷出各類異常狀況并執行相應的方案，保證各輔助系統之間的有機協調。

3.2傳感網監測網絡

傳感網監測網絡主要由傳感器節點與匯聚節點構成，其中前者主要涵蓋溫濕度傳感節點、煙霧傳感節點、水浸傳感節點等設備，以實現對于不同狀態的有效監控。而匯聚節點的作用則是將經由上述各個傳感節點形成的數據傳送進入主機系統。綜合來看，傳感網檢測網絡主要采用無線傳感網絡與有線傳感網絡兩種形式。如果選擇利用電池對傳感網監測網絡進行供電，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、工作機理、特征頻率等的不同而存在差異，在應用中需要依照智能變電站的特點進行優化選擇。

3.3圖像監視及安全警衛子系統

針對常規變電站安全監視系統配置的不足，組建多類型探測器節點協同感知的網絡，實現全新的目標識別、多點融合和協同感知，具有以下特征：多種探測原理的前端探測手段協同綜合工作、智能識別;對變電站圍界進行全天時動態智能感知;探測分析、阻擋延緩、復核響應多手段融合，可依據具體情況按需按時布防和撤防。聯動控制實現分系統的功能一部分由系統集成平臺軟件實現（報警聯動、視頻觸發等），另一部分由硬件I/O量控制器實現（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，智能視頻處理系統可自動識別、跟蹤進入視場范圍內的入侵目標。當入侵行為觸發報警時，系統立即和智能視頻分系統進行聯動，相關攝像機自動凝視侵入目標，該視頻圖像自動彈出在監視器的最頂層，值班人員可迅速直觀地看到現場的實際情況;與此同時，變電站控制主機會發送音頻信號至現場的音頻設備，向現場進行聲音告警;值班人員亦可通過麥克風設備向現場通話告警，警告可疑人員。

結語

智能電網的發展，對于新時期保障我國的能源安全、優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的重要組成部分，亟待創新升級。物聯網技術的引入，大幅度提高了智能變電站的信息化、自動化與智能化水平，對變電站的日常運轉提供了高效的輔助作用。電力部門要把握物聯網技術與智能變電站的契合點，在實踐中持續摸索相關經驗，以達到充分發揮物聯網技術的優勢、提高智能變電站經濟與社會效益的理想目標。

參考文獻

[1]周來，孟祥萍，張本法，等.智能電網通信與信息管理系統核心問題研究[J].計算機技術與發展，2018（4）.

[2]劉化君.物聯網體系結構的構建[J].物聯網技術，2018，5（1）：78-80.

[3]羅巧華.面向智能電網的物聯網技術及其應用分析[J].電子技術與軟件工程，2019（2）：33.

[4]董煜軒，陳磊.智能配電網及關鍵技術研究[J].電子技術與軟件工程，2019（24）：154-155.