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物联网技术在输变电设备管理中的运用

2020-11-30包铁华

中国电气工程学报 2020年17期
关键词:管理应用物联网技术

包铁华

摘要:随着我国经济的发展,物联网也得到了快速的发展。在电网中,输变电设备是极为重要的组成元件,因此输变电设备自身的安全可靠性直接影响着电网是否能够实现安全运行。本文首先对物联网技术与输变电设备状态的监测技术概念以及电力系统在实际的建设中使用物联网的层次分析进行了概述,详细探讨了物联网技术在输变电设备管理中的应用,旨在促进智能电网的快速发展。

关键词:物联网技术;输变电设备;管理应用

前言

现代智能电网的快速发展,更注重将业务流、信息流以及电力流等融于一体,信息采集质量、传输质量都极高,而这些优势实现的关键在于有物联网技术应用其中。当前输变电设备管理中,物联网技术的运用已成为输变电设备可靠运行的关键,可将通信基础设施、电力系统等较多资源充分利用,对推动现代智能电网的建设发挥至关重要的作用。因此,本文对输变电设备管理中物联网技术的运用研究,具有十分重要的意义。

1 物联网技术与输电设备监测的相关概述

1.1物联网技术

一般来讲,物联网就是物物相连的互联网。且在这一互联网中,利用红外感应器以及激光扫描器等设备,根据协议来讲物品与互联网联系在一起,经过信息之间的交换以后,来实现智能化的定位与跟踪的一种网络。因此作为全新的信息技术,物联网技术受到了人们的广泛关注。

1.2 输变电设备状态的监测技术

对于输变电设备状态的检测来说,就是利用一些通信与传感检测技術等来对输变电设备中的信息进行收集与分析,并实现存储与转发。因此在输变电设备状态监测中就包括了微气象监测、覆冰监测以及杆塔倾斜监测等众多方面。且在变电设备状态监测中还包含了气体绝缘组合电器状态监测以及电力电缆检测等。而对于输变电设备的状态来讲,可以细化为以正常、异常以及故障状态三种[1]。

2 物联网技术在输变电设备管理中的要求

(1)开放性要求:电力全域物联网的软硬件平台应具有开放性和适应性,物联网平台及应用功能模块均应基于国际、国家、行业及企业标准开发,支持电力全域物联网应用模块的数据和功能交互,系统规模和功能可按需扩展。

(2)可靠性要求:电力全域物联网建设时应考虑可靠性要求,通过关键硬件设备及软件采用冗余配置、集群、虚拟化、容灾备用等技术手段,消除单点故障,确保不因部分软硬件故障而影响系统功能的正常运行。

(3)集约化要求:电力全域物联网应按安全分区统一配置软硬件设施,提高软硬件资源综合利用率。各类设备应根据应用特点选用适当的体系架构和系统配置。对性能及可靠性要求高的实时类设备应选用专用设备,对性能和可靠性要求相对较低的管理类应用可采用低配置设备。

(4)易维护性要求:电力全域物联网应具备系统自检、性能预警、事件告警、故障诊断等功能,可对系统软硬件设备进行监测,并具备统一的管控界面,可发现并排除系统隐患及故障。

(5)可管理性要求:电力全域物联网应具备软硬件设备集中管控能力,所采用的软硬件设备应具有可管理性,可自动报告自身状态或响应状态查询指令,可响应运行控制指令。

3 物联网技术在输变电设备中的具体管理运用

物联网技术在监测设备状态中主要从输电与变电两种设备类型着手,其中在输电设备状态方面,物联网集中应用中会将传感器设置于输电设备、线路以及杆塔中,在此基础上通过采集装置使设备或线路信息被实时采集,并利用网络将收集后的数据向数据中心进行发送。以输电线路的监测为例,其在内容上包括振动、风偏、浮冰、导线温度以及微气象等监测方面,通过各类传感器的运用,可使监测结果被准确获取[2]。需注意的是物联网架构重点感知层在发挥其监测功能的同时,仍面临较为明显的供电问题,系统供电能力难以都得到保证,此时可考虑从供电工作模式优化、低温储能能力提高、发电方式丰富等方面着手,使问题得以解决。另外,传统监测输电设备中,所选用的通信方式主要以GPRS、CDMA等为主,其很容易出现信号强度弱、通信速率低等问题,所以在实际应用物联网技术中应考虑进一步优化线路状态监测方式,采用OPGW与无线宽带相结合的方式,可获取较好的效果。而对于变电设备监测内容,物联网技术应用下也需利用其不同的分层结构包括应用层、感知层以及网络层进行设备的监控。以其中感知层部分为例,其主要负责收集电容型设备、GIS设备以及变压器等相关信息。如其中GIS设备,收集信息的过程实质是在线监测气体压力、泄漏气体以及局部放电的过程;再如变压器,检测中需收集的信息主要以局部放电、溶解气体、绕组变形等内容;而监测电容型设备中涉及的信息内容表现在湿度变化、环境温度、谐波干扰以及频率波动等方面[3]。从网络层角度看,现行应用较为广泛的主要以无线通信网络为主,但需注意该种方式运用时需充分考虑到信息安全问题。另外,在应用层方面,要求监测系统能够与SCADA系统进行配合,这样在分析信息数据中将会起到重要作用。事实上,无论对于输电设备还是变电设备,物联网技术运用下都强调以全生命周期管理作为指导,其能通过对设备状态信息的监测,使影响设备使用周期的因素以及设备发展规律被分析。

4 物联网技术应用的注意事项与发展趋势

输变电设备管理中的物联网技术,其在未来应用中需在许多方面内容进行进一步优化,具体包括:①监测模型的构建。模型构建中需不断将传感器技术、GPS以及RFID等技术手段融入;②监测装置需满足智能化、一体化特征。整个装置除具备联网、计算与数据存储等功能外,还应在协同能力、信息交互能力方面惊醒提高;③传感器的应用。为满足智能电网建设需求,且保证对输变电设备进行可靠监测,在传感器应用方面可选择光纤传;④可视化平台的开发[4]。在监测设备状态信息中应考虑使信息的显示以三维立体形式为主,这样便可观察到设备的全景信息。综合现行物联网技术的应用现状看,其在未来电网建设中除发挥基本监测功能外,需在互动化、自动化以及信息化等水平上不断提升,确保电网运行的整体质量得到提升。

结束语

综上所述,在输变电设备管理中应用物联网技术有着极为重要的意义。因此,必须进一步提高和完善物联网技术在输变电设备管理中的应用,这样才能促进智能电网的快速发展。

参考文献:

[1]方冉,沈丽娜.物联网技术在输变电设备状态监测中的应用[J].智能城市,2020,6(10):57-58.

[2]余钟民,纪坤华.物联网技术在输变电设备管理中的应用研究[J].电力设备管理,2019(12):31-32.

[3]迟佳.物联网技术在智能电网输变电设备中的运用[J].科技创新与应用,2019(20):178-179+181.

[4]周星.浅议物联网技术在输变电设备管理中的应用[J].低碳世界,2016(28):35-36.

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