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摘要：物联网技术快速发展下我国电网建设水平也不断提高，物联网技术渗透到电网建设的各个方面。下面文章就对电力物联网进行浅要分析，并探讨电力物联网关键技术的应用。
关键词：物联网；关键技术；电力技术；电力物联网
引言
进入新时期后,我国电力行业内开始广泛应用物联网技术,对我国电力行业、电网企业的发展与进步起到了有效的促进作用。在未来的发展中,要想进一步提升电力物联网建设质量,推动电力物联网的建设进程,就需要深入研究电力物联网建设中的关键技术。
1电力物联网相关概述
物联网技术是感应通信技术、智能采集技术、第五代移动通信技术、窄带物联网、云计算、人工智能等新一代信息技术的高度集成和综合运用,在设备、人泛在连接及信息通信的基础上,实现设备识别、定位、跟踪、监控和管理等功能的新一代互联网。物联网技术在电力行业的应用,可以实时在线连接能源电力生产与消费各环节的人、机、物,全面承载并贯通电网输电、变电、配电、企业经营管理、对外客户服务等业务,全面提升电网建设、管理及服务水平。基于电力物联网规模化、平台化建设需求,电力物联网整体架构可划分为“端、边、管、云”四层架构。“端”是物联网架构中的状态感知和执行控制主体终端单元,通过各种传感器、RFID标签等技术手段,完成对电力输送及消费各环节的设备信息的识别和采集。“边”是靠近“端”处于网络边缘的分布式智能代理,就近提供智能决策和服务。“管”是“端”和“云”的数据通道,是通过电力无线专网、公共通信网络等多种通信方式,实现端云之间的信息传输功能。“云”是基于云计算、大数据、人工智能等先进技术实现全业务云上运行,构建面向能源电力生产与消费等多环节业务需求的微服务。
2物联网的关键技术分析
对于互联网革命中的新兴事物,物联网除了具有信息识别和红外感应等特点,同时其在发展的过程中还能够进行全球定位以及M2M等。对于其中的信息识别技术,其主要是通过外在的传感器收集相关的信息,同时将其传输到分析系统,是实现物联网技术的基础,此外,在物联网的信息识别技术中,其往往只能够对特定的目标进行识别。对于红外感应技术,其是借助于当前的先进的红外采集技术对设备的温度等特征信息进行收集,而全球定位技术则是借助于当前的GPS系统提供更加精确的地理位置,同时对于物体的移动速度和时间之间的关系也能够给出对应的关系呈现模式,从而实现对系统的高度集成和智能化管理。最后的M2M技术应用,其实质内容是通过设备和设备以及设备和人之间的信息交互进行信息的传递,通过这一技术的应用能够对设备的应用稳定性和高效性进行提高,从而帮助用户更好地开展体验功能。
3物联网技术在电力系统中的应用分析
3.1电力资产管理中的应用
电力设备是电力资产管理的重点。众所周知,电力行业拥有较多数量和类型的设备,在传统管理模式下,采用人工方式对各种设备信息进行记录,很容易有错误出现,且需要投入较多的时间和精力,具有较长的管理周期。而将物联网技术运用过来,在RFID技术的支持下,能够自动识别记录管理各种设备,不仅具有较高的管理效率,降低了资源消耗,同时还能够连接电力企业的管理系统,促使管理信息得到同步和共享。在具体实践中,首先在系统中录入设备的信息,然后在设备表面粘贴标签,借助于小型读写器设备,即可对标签信息进行记录和修改,能够对实施更新更改的内容,以便符合账目内容。完成检查工序后,连接读写器的数据接口与电力企业的办公系统,即可对变更信息自动上传,这样设备管理效率将可以得到大大提升。
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3.2输电线路多维感知
输电线路多维感知作为一种在线多维度感知系统,主要用于高压架空输电线路的监测。因为高压输电线路容易在一些因素影响下如微风情况下,出现导线风偏、导线振动等问题,严重时会出现断股。特别需要注意,高压输电线路在强风条件还可能出现“线路强烈舞动”的问题;低温天气可能会导致高压输电线路出现结冰情况,而最容易结冰的区域是杆塔拉线。一旦区域结冰,那么随即可能就出现不平衡问题,甚至会导致杆塔出现倾斜或者倒塌情况。因此,需要在整个输电线路中设置MEMS加速度传感器节点、多功能骨干节点等,同时需要泄露电流传感器节点设置在高压杆塔上,与通信骨干节点进行组合,形成一个完整的智能电网输电线路在线监测系统,以对上述各种危害因素进行监控与预警。
3.3输变电设备全寿命周期管理
电网资产全寿命周期管理是安全管理、成本管理、效能管理的在资产管理方面的有机整合,是在分析当前电网企业发展特点基础上,结合时代发展需要所总结出的电网发展新方向和新方法。在物联网技术的作用下能够借助传感器设备来密切监测整个电力设备的全景状态,并通过传感器和设备属性的关联实现对设备使用全生命周期的管理,从而提升电力资产设备诊断和评估的精准度。在物联网技术的作用下能够更为全面收集整理输变电设备运行所涉及到的各类信息,具体包含工作环境、试验环境等,在综合考察分析的基础上选择适合的统计方法,分析设备寿命现状和未来发展应用。
3.4配电台区数据/应用就地化管控
首先,台区数据总量控制需要就地化管控,随着配电台区设备信息化水平的提高,配电台区产生的数量类型及数据总量将持续增长,仅国网系统内智能电表单日采集数据已达到6TB以上,若所有监测数据全部上传主站,将消耗大量通信资源和主站资源,且由于电网异常较少出现,故大量正常运行数据无需传至主站,若台区能够自治,则至少50%的数据将无需上传至主站;其次,台区快速分析决策需要就地化管控｡部分业务控制、执行的实时性要求高,如配电变压器保护、故障研判等,数据分析和控制逻辑按照传统自动化终端采集、主站的架构实现,难以满足业务实时性要求｡对内业务上,台区侧需要引入新型的计算架构,使配电台区本体及所辖所有低压配网运行状态进行本地化在线监测、智能分析与决策控制,缓解全覆盖高频数据采集对通信、存储和计算带来的巨大压力,提升台区运维服务速度和质量｡对外业务上通过台区云主站和边缘计算节点之间资源协同和智能协同向企业、电力客户、可研机构、政府及其他主体提供数据共享及服务。
3.5应急通讯中的应用
电力系统的“发输配用”涉及到较多的环节范围,以及各种类型、数量繁多的终端设备,每时每刻都有可能出现安全事故,为此必须要建立其高效运转的应急通信保障系统。在传统的应急保障工作中,抢险检修人员只用在事故发生后才能赶赴现场,并检查故障源并上报指挥中心,然后由指挥中心制定应急方案来处理事故,这就难免造成大量时间的浪费。通过物联网技术的融合,可以大幅提高事故抢险的时效性,减少指挥调度中的工作量。通过内嵌在电力设备中的各种传感器,能够智能监控电网的运行以及各种电力终端设备的运作情况。当出现电力事故时,传感器监测系统会立即发出警报并精准定位故障源,并将相关数据上传到指挥调度中心,从而让检修人员可以做好抢险准备工作,提升了事故处理的时效性。
结语
综上所述,电力物联网建设工作的开展,符合我国电力行业的发展趋势,能够促使我国智能电网建设目标得到更快的实现。而电力物联网建设是一项复杂的系统工程,需要由先进的技术作为支撑。因此,相关人员就需要深化电力物联网建设中关键技术的研究,从技术角度推动电力物联网的建设进程,促进我国电力行业的整体进步与发展。
参考文献:
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论文作者:沈栋,王震
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/16
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