刍议物联网技术在现代变电运维工作中的应用

刍议物联网技术在现代变电运维工作中的应用

程晓娟

国网晋中供电公司 山西晋中 030600

摘要：将物联网技术应用与现代变电运维工作中，主要难度体现在組网方式、编程语言以及抗电磁环境干扰等问题中，只要解决这些问题，便可以实现物联网技术在电力系统中的顺利应用，并且发挥重要的作用，促进电力系统运行效率提升，使得各项信息数据得到有效的控制与利用，并且能够促进用电环节的采集质量以及处理能力大大提高，是现代电力企业发展与改进的重要方向。
关键词：物联网技术;变电运维;工作;应用
1物联网的基本概念
　　智能电网主要由输电、变电组成，应用到智能电网的物联网技术，明显能提高设备整体管理水平，降低设备检修状态下存在的风险，使设备在线监测效率得以保证，也为科学管理设备打下了坚实的基础。本文中的输变电设备物联网管理，主要是讲把输变电设备智能化作为基础，依靠射频识别技术、多媒体、智能传感媒介等智能型设备，按照规定的电力系统协议，依托信息化手段，对资产、电网运行情况和输变电设备的运行状态进行动态控制与全寿命周期管理的过程。输变电物联网技术在功能定位上是立足于网络技术，依靠物联网的定位、识别、感知等领先功能，来检测输变电设备。总而言之，输变电设备物联网技术在运维优化、分析设计等方面具有很大优势，而且根据很多地方的实践经验来看，在管理输变电设备的过程中，解决多层次信息统一规范、分层分布设置物联网技术的问题刻不容缓。
2变电运维工作中的应用
　　2.1电网自动化
　　电网自动化的各种应用系统既相互独立，又相互联系。每个应用系统都独立地承担电网自动化系统某个方面的应用功能，但它们通常又需要共享电网的数据资源。随着网络技术的发展和在电网自动化中的应用，网络安全防护又成为了电网自动化系统不可回避的问题。这些问题表现在系统结构上，电网自动化系统既需要考虑数据资源的共享问题，又需要考虑网络安全的问题。在网络安全方面，国家电力调度通信中心已组织专家组和工作组提出了“全国电力二次系统安全防护总体方案”。
　　2.2提升了输电变各种设备的连通性
　　物联网的使用提升了输电变各种设备的连通性，因为物联网可以根据电网中设备运行的实际信息掌握设备的实际工作的状态，可以用户更好的掌握生活中停电的具体范围。同时，物联网可以根据对输电变各种设备运行状态的信息和数据进行实时的采集，采集的数据和历史相似情况的数据进行分析比较，分析设备实际运行情况。物联网具有较高的智能化，被应用到各种终端中，在输电变的建设中，从事电力监测人员可以将物联网提供的数据和信息发送到指定的移动终端中，这样方便电力工作者能够在第一时间掌握设备的实际情况，更好的开展输电变的管理工作。
　　2.3设备运行监控
　　物联网技术在电力设备管理中的应用最为广泛的就是设备的运行监控，通过在电力设施周边布置传感器，可以实时了解电力设施的运行状况，如设备运行温度、储油设备油位、设备动作情况等信息，这些信息在采集之后统一交由后台监控人员进行处理，可供判断电力设施是否处在正常运行的状态。无人值守变电站的设备运行状态远程监控功能极大地提高变电运维工作效率，大部分变电站分布范围广，地处偏远，在雷雨天气告警信号频发，远程监控系统就可以通过分析实时采集的设备数据筛选出有效的信号，以便运维人员合理分配工作。随着科技进步，实现远程完成设备精确测温、设备巡视、设备远程操作、远程检测试验等，这样就可以减少人力物力，提高现代变电运维工作智能化。再者可以结合全球定位系统能及时监测电力设备的移动状况功能，一旦有人恶意偷窃电力设备，后台控制人员可以及时得知消息，从而实现防盗功能。
　　2.4新时期变电运维工作的转变
　　2014年5月，国家电网公司运检部下达了《关于变电运维一体化工作指导意见的通知》，此通知明确了今后变电运行人员维护检修的职责范围。同时，随着国家电网“三集五大”的全面推行与落实，以及500kV变电站少人、无人值守变电站（简称无人站）的推行，运维人员将会面临更高的劳动强度、更多的维护项目。新时期变电运维工作的转变迫切要求建立物联网传感器网络监控体系，以实现协同感知、实时监测、信息采集、故障诊断、辅助作业，使智能化监控管理更进一步。
3物联网技术的应用难点
　　3.1传感装置组网方式的选择难点
　　物联网技术在变电站的应用过程中，首先面临的问题是已经建成的变电站如何再安装这些传感器终端。如果场地重新开挖走电缆，或将电缆安装在电缆沟中，不仅工程量巨大，而且还有可能发生误碰运行设备的风险。因此在设计传感器终端时，使用更多的是无线信号模式。经过研发和改进，开发出了一套自己的无线组网模式，即Zigbee模块与ESP8266Wi-Fi模块相结合来满足大容量组网方式，在没有外网的情况下，通过SIM900A的GPRS流量将数据发出，用蓝牙和miniUSB数据线来实现现场装置的调试检查和数据下载。

　　3.2物联网编程语言的编写难点
　　各种传感器采集到的各种模拟量信号需上传至物联网平台，在传感器与物联网平台接入的过程中，需要特定的语言编码来实现数据的识别，否则将无法正常读取。
　　3.3在变电站电磁干扰环境中的应用难点
　　3.3.1抗干扰措施
　　在电子电路设计及制作过程中，一般有3种抗电磁环境干扰措施，接地技术：在低频电路中，当信号工作频率低于1MHz时，接地电路形成的对地环流对信号影响较大。在本设计中，测量终端发射信号频率为2.4GHz，远远高于1MHz，所以采用多点接地，可以显著提高系统的抗干扰能力。屏蔽技术：电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径，从而消除干扰。因为电磁波在穿过屏蔽体后能量会发生衰减和损耗。印刷电路板抗干扰措施：微控制器将一个门的输出端通过一段长线引到输入阻抗相当高的输入端，反射问题就很严重，会引起信号畸变，增加系统噪声。在可能的条件下，应使印刷板上布线电路之间的连线尽可能短，以减弱因连线引起的干扰。
　　3.3.2数据传输实验
　　接收灵敏度是指接收机能够正确地把有用信号拿出来的最小信号接收功率。无线温湿度测量终端的通信距离和接收灵敏度是衡量Wi-Fi网络传输质量的重要指标。当标称的接收灵敏度大于接收端的信号能量时，接收端根据实验目的将不会接收任何数据，也就是说接收灵敏度是接收端能够接收信号的最小门限值，条件下，接收设备能接收到的最小平均功率。此处需要说明，误比特率是在数据通信中，在一定时间内收到的数字信号中发生差错的比特数与同一时间内所接收到的数字信号的总比特数之比，误比特率是衡量数据在规定时间内传输精确性的指标。传输距离在30m内，改进前后的接收灵敏度并没有太大区别;当传输距离增加至100～400m时，接收灵敏度越来越小（左侧接收灵敏度为负值，值越小灵敏度越低）。但通信距离相同时，改进后的接收灵敏度要高于改进前的，这是改进电路后得到的明显效果，说明通过电路改进装置具有了较强的抗干扰性。
4结语
　　输变电设备物联网主要包括输全景信息模型及变电设备体系架构、通信模型与接口体系构架、集成平台、全寿命周期管理系统及其一体化智能监测装置等一系列技术。输变电设备物联网以后的建设实施将实现输变电设备的监测体系、信息体系、管理体系和评估体系的规范与统一，是我国智能电网建中很重要的一部分。输变电设备物联网还包括智能决策系统、智能诊断与监测设备以及相关物联网产品，其拥有非常广阔的市场前景。
　　参考文献
　　[1]曾宪微.输变电设备物联网关键技术研究思路探讨[J].中国科技投资，2016（23）.
　　[2]王松，刘香美，谢童.输变电设备物联网关键技术探讨[J].科技尚品，2016（3）.