基于物联网技术的输变电设备智能在线监测研究及应用论文_苏强

基于物联网技术的输变电设备智能在线监测研究及应用论文_苏强

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摘要:随着社会经济的不断发展,电网规模也在逐渐扩大,要想满足发展的需求,就必须物联网技术的基础上,推进电网现代化、智能化的发展,促进电网运行中的各项技术都能够得到有效运用。本文主要对基于物联网技术的输变电设备智能在线监测进行研究,概述了物联网技术与基于物联网的智能电网技术框架,对基于物联网技术的输变电设备智能在线监测中的应用进行分析,充分利用物联网技术,对输变电设备的运行状态进行检测,保障电网运行的安全性与稳定性,促进我国电力工业的发展。

关键词:物联网技术;输变电设备;智能在线监测

物联网最早是由麻省理工的Kevin Ashton教授在上个世纪90年代提出的,物联网是通过全球定位系统、射频识别、激光扫描器等信息传感设备将互联网与物体相连,进行信息之间的通信与交换,来实现对物体的智能识别、检测、管理。物联网具有三个特点,分别是对系统与环境进行实时的全面感知;通过互联网来对信息进行实时传输与共享,实现物体间的可靠地互联;对大量的感知信息进行计算处理。本文对基于物联网技术的输变电设备智能在线监测进行研究,探讨输变电设备智能在线监测在其他领域的应用,促进我国物联网应用技术的提高,为智能电网的建设提供参考。

1、物联网技术

物联网主要技术主要有4个,分别为信息感知技术、信息传输与组网技术、嵌入式技术以及信息安全技术。其中信息感知技术主要来感知事物,信息传输与组网技术主要是用来信息传输,嵌入式技术用来智能化处理数据信息,信息安全技术主要用来保证信息安全。物联网信息感知技术主要包括射频设备、二维码、条形码以及无线传感技术。物联网信息传输与组网技术主要包括多种无线通信协议与技术以及电力线载波通信、光纤等有限通讯协议与技术。物联网嵌入式技术主要包括轻量级信息处理、节点内嵌入式以及节点间的分布式网络化信息处理技术,嵌入式技术应用范围较广。物联网的信息安全技术,由于物联网不仅要面临传统的网络安全,更是要面临感知网络信息传输的安全、感知节点的本地安全问题等,在这一方面,国内的物联网技术还有很长的路走。

2、智能电网的物联网框架

用于智能电网的物联网框架主要由感知层、网络层、应用层三层组成。

2.1感知层

感知层主要是用来收集电力系统中每个部分的实时数据,基础技术主要包括传感器、短距离传输、控制技术等。感知层可以通过各种新型的传感器、数据收集设备在智能电网中的各个环节进行数据采集。

2.2网络层

网络层是来连接感知层与应用层之间进行信息数据传输的。物联网的信息传输主要是靠电力通讯网,主要是因为应用在智能电网中,为了数据的安全性与可靠性。网络层是以电力骨干光纤网为主,利用数字微波网、电力线载波通信作为辅助。

2.3应用层

应用层是对感知层收集的数据进行分类、转换、分析、决策以及共享,构建出一个能够为不同应用提供服务的智能平台。应用在输变电设备的物联网技术应该涉及到智能电网的各个环节当中,物联网最终的目标就是拥有丰富的应用层。

2.4平台层

平台层是在现有的电力平台基础上搭建的一种感知互动平台,通过这个平台,可以实现用户与电力企业之间的互动与感知。感知互动平台与电网的连接是一种物理隔绝、虚拟的连接,确保连接的安全性。相比于现有的电力通讯网,平台层在安全性、互动性以及感知性上都有较大的优势。

3、基于物联网技术的输变电设备智能在线监测技术

3.1输变电设备智能在线监测技术的发展

近年来,随着电网规模的发展,已经将各种智能计算方法应用到输变电设备的在线监测中,将铁芯电流、红外测温、套管损耗检测等数据进行整合,实现了绝缘参数的在线监测。在上个世纪末,我国多个大学、研究所已经展开了对输变电设备在线检测的研究,并在21世纪初研究出了功能完整的输变电设备在线监测技术,促进了在线监测技术的快速发展。

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3.2输变电设备智能在线监测与物联网

物联网技术应用在输变电设备在线监测中,可以有效提高输电线路与变电线路的感知,通过信息通信,进行远程数据传输,对数据进行处理,判断以及决策,增强电网的智能与技术水平。

3.2.1物联网技术在输电设备在线监测的应用

物联网技术可以对输电线路进行有效的感知检测,当输电线路受到覆冰、微气象、导线温度高、杆塔倾斜、导线风偏、垂弧等现象时。采用物联网技术可以对输电设备的运行状况进行观测,实现各个环节全监测,当遇到风险时可以进行预警。在输变电设备在线监测中应用物联网技术可以利用视频传感技术对杆塔倾斜、微风振动、线路防盗进行实时监测,利用无源光波导传感器对导线风偏、污秽进行实时监测,有利于输电线路故障检测与维修。

3.2.2物联网技术在变电设备在线监测的应用

在输电设备在线监测中,物联网技术广泛应用,主要包括变压器铁芯电流、油色谱、GIS局放、避雷器绝缘监测方面。并且应用在智能变电站中,可以完成变电站的的安全监测与智能巡检,使调度指挥互动化,促进智能化变电站的发展。

4、在输变电设备中应用的物联网技术的问题

4.1完善突破物联网与输电设备在线监测技术

在应用中还存在着无线传感器网络的功能渠道、物联网节点通讯干扰、自主知识产权不完善、技术竞争力差等问题,这些问题都影响着物联网技术的进一步发展。输变电设备在线监测技术相比于发达国家会存在着差距。

4.2无线传感器数据安全问题

在线监测系统中的各种传感节点容易受到破坏,无线通讯容易受到非授权访问,篡改数据等。多种多样的通讯方式使电力网络的数据容易受到破坏。电力行业作为国家的基础产业,安全稳定运行的电力系统是国家现代化建设的标准。

4.3缺乏统一的标准化体系

目前,我国在物联网的应用上还没有形成一个标准化的统一体系,严重影响了物联网技术的发展,并且不同在线监测设备的厂家的技术水平不同、规模大小不同,所以技术标准也不同,严重影响在线监测设备的应用与推广。国家应该尽快对物联网的应用制定统一标准,使之形成良好的管理体系。

4.4缺乏对专职人员的指导、管理

虽然物联网在近几年来发展迅速,但是从事的专职人员对物联网与在线检测技术没有充分的了解,在基于物联网技术的输变电设备智能在线监测中,专职人员的技术水平还达不到要求。建议要求相关的企业对相关工作人员进行培训指导,提高综合素质。

5、结语

随着智能电网的发展,对输变电设备的性能要求的越来越高,所以为了避免电网在运行中出现运行不稳定与安全事故,就必须充分利用基于物联网技术的输变电设备对电网进行智能在线监测。物联网技术在应用中要对技术进行充分了解,根据输变电站的检测情况在进行灵活运用,提高智能电网的稳定性与安全性。输变电设备智能在线监测已经成为了我国极其具有发展潜力的项目,应用在电力系统中的变电站、发电机、电缆上,是整个电力系统与电力设备的重要保障,有效提高电网的可靠性与安全性。本文对基于物联网技术的输变电设备智能在线监测进行研究,分析在实际中的应用,为我国电网的建设提供参考,推动电力工业的发展。

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论文作者:苏强

论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期

论文发表时间:2019/8/5

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