摘要：在输变电设备管理中，受现代信息技术发展的影响，物联网技术的应用范围越来越大，并逐渐发展成为影响输变电设备管理的核心技术。鉴于此，文章重点就输变电设备物联网关键技术的研究及应用进行分析，以供参考。
关键词：输变电设备；物联网；关键技术；应用
引言
物联网是以互联网为基础，通过全球定位系统、传感器、射频识别等，按一定的协议连接起物品与网络，进行通信和信息交换，用来实现智能化管理、定位、识别、跟踪和监控。现在物联网只是在简单的应用到电网，初步应用就是智能电表与智能用电系统的联网，在电网电力资产优化管理与设施运行安全监控的大方面还没有开始应用，所以将物联网技术与输变电设备的智能化技术两相结合而建立输变电设备物联网，对于我国的智能电网来说有非常重要的作用。
1物联网概述
智能电网主要由输电和变电组成，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输变电设备物联网关键技术的研究及应用
2.1面向智能电网的物联网体系结构
物联网技术是输变电设备状态监测和全寿命周期管理实现智能化、自动化的有效手段，融合智能电网应用的物联网体系结构主要分为感知层、网络层和应用层。感知层包括各种二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、各种传感器和M2M终端、传感器网络和传感器网关等。感知层又分为感知控制子层和通信延伸子层，感知控制子层是对物理世界感知、识别、信息采集的各类传感器，通信延伸子层是将物理实体连接到网络层和应用层的通信终端模块或延伸网络。智能电网通过感知控制子层实现各环节电气量、非电气量、微环境等信息的采集，并通过通信延伸子层接入到物联网的网络层。网络层包括接入网和核心网，实现感知层与应用层间信息的传递、路由和控制。鉴于智能电网对数据安全、传输可靠性及实时性的严格要求，物联网的信息传递、汇聚与控制主要依托电力专用通信网实现，在不具备条件或特殊条件下可以借助公网，但必须做好相应安全防范措施。应用层是将物联网技术与智能电网的需求相结合，实现电网智能化应用的解决方案。智能电网通过应用层最终实现信息技术与智能电网的深度融合，对智能电网的发展具有广泛的影响。应用层的关键在于在信息化的过程中，能满足电网系统的各个环节，进行智能交流，实现精确供电、互补供电、提高能源利用率、供电安全，节省用电成本目标中各信息元的需求分析以及信息的内部共享。
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2.2在输变电设备状态监测中的应用
2.2.1输电设备状态监测
基于物联网技术的输电设备状态监测感知层主要在杆塔、输电线路或重要设备上部署各种传感器，利用监测数据采集装置，实时采集输电线路的各种状态信息，然后经过网络传送到数据中心。目前输电线路在线监测已基本实现微气象监测、导线温度监测、线路绝缘子污秽监测、覆冰监测、舞动监测、弧垂监测、风偏监测、振动监测、图像和视频监视、雷电测量与定位、线路故障与定位以及微气象监测等，各种监测以多种类型的传感器综合信息进行评析，获取监测结果。在输电线路在线监测感知层存在最大问题是供电问题，主要采用太阳能供电方式，部分科研机构对高压电磁取电进行了研究，但效果并不理想。下一步研究将从丰富发电方式、提高低温储能能力、优化供电工作模式等方面多管齐下，提高整个系统的供电能力。此外，要进一步加强感知层电网专用传感器以及智能采集设备的研制及应用，特别是以光纤传感为代表的无源传感器。基于物联网技术的输电设备状态监测网络层早期主要采用CDMA/GPRS通信方式，该方式具有速率低、安全性差、信号不稳定等不足，随着3G的发展，通信速率略有改善，但安全性等均无法满足智能电网发展需要。近年来，国家电网信通公司在华北、青海等网省公司尝试采用“OPGW光缆+无线宽带”的链路构建方式，效果较为理想，该方式成为下一步输电线路状态监测主要方式。2.2.2变电设备状态监测
物联网技术是变电站智能化的重要支撑技术，物联网技术在变电设备状态监测中的应用应符合变电站的智能化改造的基本要求和原则。物联网分层结构中，感知层在智能化变电站中主要体现在过程层，应用层对应于智能化变电站的站控层。基于物联网技术的变电设备状态监测感知层主要利用各种传感器实现变电器、GIS设备、容性设备以及环境动力等关键状态数据的采集，其中变压器的状态监测方法主要有油中溶解气体、局部放电、绕组变形、油中微水、绕组热点温度、侵入波、振动波谱等监测方法，重点在油中溶解气体和局部放电的在线监测。
2.3输变电设备全寿命周期管理
资产全寿命周期成本管理是指从资产的长期效益出发，全面考虑资产的规划、设计、建设、购置、运行、维护、改造、报废的全过程，在满足效益、效能的前提下使资产全寿命周期成本最小的一种管理理念和方法。电网资产全寿命周期管理是安全管理、效能管理、全周期成本管理在资产管理方面上的有机结合，是立足我国基本国情，深入分析电网企业的技术特征和市场特征，总结电网资产管理实践、适应新的发展要求提出来的科学方法。国际大电网会议在2004年提出要用全寿命周期成本来进行设备管理，鼓励制造厂商提供产品的LCC报告。利用物联网技术，通过各类传感器监测电力设备的全景状态信息，并与设备本体属性进行关联，评估设备状态并预估寿命，为周期成本最优提供辅助决策等功能，实现电力资产全寿命周期管理，大大提高设备诊断与评估的实时性和准确性，有利于在制造、物流、安装、运维、报废等各个阶段实现科学规划和管理。应用中利用物联网技术详细收集输变电设备的各方面信息，包括环境、工况、台账、试验、缺陷等，合理选择统计方法，分析设备寿命现状和未来发展规律及关键影响因素，形成基于物联网技术的设备自身风险评估方法。利用RFID、GPS与新型传感器等物联网技术手段，动态评估输变电设备状态特征，结合经典理论与数据挖掘，形成输变电设备自身风险的实时评估方法，动态更新输变电设备寿命周期建设、运维、改造等历史信息及成本，建立完整的设备管理档案。
结束语
综上所述，物联网产业是一个新兴产业，具有广阔的发展前景，物联网技术作为智能电网的重要支撑技术，其发展必将推动电网智能化的长足发展。智能电网作为物联网技术最重要的应用领域，智能电网已成为拉动物联网产业，甚至整个信息通信产业发展的强大驱动力，并将有力影响和推动其他行业的物联网应用和部署进程，提高我国工业生产和公众生活等各个方面的信息化水平。
参考文献：
[1]谢国荣，钟智.面向物联网的输变电设备智能监测研究[J].电工技术，2018（15）：37-38+42.
[2]徐娟.基于物联网的输变电设备无线监测技术研究[D].华北电力大学，2017.
论文作者:雷强华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
标签：设备论文; 电网论文; 输变电论文; 技术论文; 智能论文; 状态论文; 传感器论文; 《基层建设》2019年第17期论文;