摘要：输变电设备物联网，作为物联网技术在智能电网中的新应用，是智能电网由系统智能化向输变电设备智能化的延伸和发展，将实现输变电设备信息体系、监测体系、评估体系和管理体系的统一与规范。本文从500kV超高压变电站运行维护实际出发，应用现代传感技术和物联网技术，从原理、方法、设计、维护等方面，对基于物联网技术的传感器在线监测系统进行了系统研究分析；详细说明了物联网技术给变电站运行维护工作带来的帮助；阐述了本技术在组网方式、编程语言、抗电磁环境干扰等方面的应用难点。
关键词：物联网技术；传感器；无线传感器；抗电磁干扰
引言
“物联网”就是“物物相连的互联网”，其英文名称为“theInternetofThings”，包含两方面的意思：一是物联网技术的主体是互联网，它是在互联网基础上的延伸和扩展；二是物联网的两端，一面是面向用户的客户端，另一面是依靠于物体的传感终端。
1物联网概念及电力系统物联网研究现状
1.1物联网概念的提出
可以这样理解物联网：各类传感器在现场采集数据，按约定的协议把采集到的数据上传至物联网信息平台进行中转和显示，手机、平板电脑、办公电脑等终端设备通过登录物联网信息平台，来实现数据的远程实时查看与控制。传感器获得的数据具有及时性、准确性、实时性，工作人员可以自行设定时长，周期性地采集环境信息，用以不断更新数据。
1.2电力系统物联网研究现状
国家电网公司信通公司总工程师李祥珍认为，国家电网今后80%的业务都跟物联网相关，从发电环节的接入和检测，到变电环节的生产管理，再到配电环节的自动化以及用电环节的采集等方面都需要物联网的支撑。
2变电运维工作与传感器技术应用
2.1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。
2.2传感器技术应用实例
物联网能有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源，提高电力系统信息化监控水平，改善现有电力系统基础设施的利用效率。对于现场实际运维检修类项目，许多工作可以用现代信息技术取代人员实际劳动。可以通过传感器技术与物联网技术的结合，将现场各种情况远程传输给后台进行查看，当发生异常时，还会向手机等终端监控设备发送报警信息（微博、微信、电子邮件、短信4种方式），大大降低了工作人员的劳动强度并提高了工作效率。
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。
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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。下面以Yeelink物联网平台为例，详细说明语言编程方面的具体应用。
3.2.1连接无线路由器程序
传感器测量模块需要连接上指定的无线路由器才能将数据上传至互联网。无线路由器的名称为“Tenda_xxx”，密码为“0000+aaaa”，连接无线路由器的程序及说明如下。send_1ascii（"AT+CWJAP=\"Tenda_xxx\"，\"0000+aaaa\"\r\n"）；//解释说明：在此处修改Wi-Fi名称和密码while（1）//{DelayMs（10）；js_num++；f（js_num>3000）{js_num=0；CLR_Buf（）；if（strstr（Rec_Buf，"OK"）!=NULL））//解释说明：表示连接成功{CLR_Buf（）；js_num=0；Break；}elseif（strstr（Rec_Buf，"ERROR"）!=NULL）//解释说明：表示失败再连{CLR_Buf（）；js_num=0；send_1ascii（"AT+CWJAP=\"Tenda_xxx\"，\"0000+aaaa\"\r\n"）；//解释说明：在此处修改Wi-Fi名字和密码}。
3.2.2传感器通过制定编号接入物联网平台（以温度测量传感器为例）
传感器接入物联网平台后，需要对应“传感器编号”才能实现数据的实时显示。因此需要在单片机编程过程中，提前将传感器编号烧录单片机中。{send_1ascii（"POST/v1.0/device/233704/sensor/754351/datapointsHTTP/1.1\r\n"）；//解释说明：第一个数字串233704，表示传感器设备编组，账户下每设定一个编组都对应一个数字串；第二个数字串754351，表示温度传感器ID，也就是说每添加一个温度传感器就有一个对应的ID；send_1ascii（"Host：api.yeelink.net\r\n"）；//解释说明：连接到物联网服务器，使用的是Yeelink的物联网平台send_1ascii（"Accept：*/*\r\n"）；send_1ascii（"U-ApiKey：4e61cc9270d4b2584541-dc9270d4bf99b3b705b0\r\n"）；//解释说明：U-ApiKey为账户密码钥匙，每一个账户都会对应一个专属于自己的U-ApiKey；如果这个ApiKey发生变化，则所有终端模块必须重新下载程序，重新下载新的ApiKey；send_1ascii（"Content-LengthP：15\r\n"）；send_1ascii（"Content-Type：application/x-www-form-urlencoded\r\n"）；send_1ascii（"Connection：close\r\n\r\n"）；send_1ascii（"{\"value\"："）；}。
4数据的实时查看
以温度实时在线监测系统为例，探讨数据的实时查看功能。除了通过网页对数据进行查看，还可通过手机客户端实现对数据的实时查看。首先在手机上下载Yeelink客户端，同电脑网页版一样可以看到传感器列表。点开任意一个传感器名称，就能看到现在的温度或者湿度数据，同时显示一段时间内的数据曲线。点击页面右上角的“日期”，就可以根据自己的需求，查看不同时间段的数据曲线，以及测量数据在一段时间内的变化趋势，通过分析迅速判断出设备工作是否正常。
结束语
在智能电网中，信息感知与收集是基础环节，分布广泛。以射频识别及传感器网络等为代表的物联网技术将在电网建设、电网安全生产管理、运行维护、信息采集、安全监控等方面体现出巨大优势。
参考文献：
[1]何杰.输变电设备物联网关键技术研究[D].湖南大学，2013.
[2]张小龙.基于物联网的智能楼宇管理平台的设计与实现[D].北京邮电大学，2014.
[3]杨漾.输变电设备状态监测系统的信息建模与安全策略研究[D].湖南大学，2012.
论文作者:李晓云
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
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