（上海艾能电力工程有限公司 上海 200023）
摘要：智能配电站是电网实现智能化运行和管理的基础支撑，具备自动化、信息化等特征。随着信息技术、安全防范意识等的加强，确保智能配电站的正常运行是电网管理中的重点。但以往我国针对配电站图形检测、采暖、通风等环节的智能化建设水平还较低，管理程度不足。而近年来随着物联网技术的迅速发展，相关学者、研究人员将其引入智能配电站的监控控制，利用物联网技术将传感器和无线射频技术结合在一起，使管理人员实时采集配电站环境数据信息，辅助配电站各管理系统实现智能化运行。本文首先介绍物联网相关概念，在此基础上研究物联网技术在智能变电站中的应用方案，对物联网在智能配电站中应用水平的提升有一定的启示作用。
关键词：物联网；配电站；辅助监控
一、相关概念概述
（一）物联网
物联网实质上指在“物”与“物”之间建立联系，使彼此互联互通的互联网。只不过其中的“物”在这里指的是可以接受、识别一些射频信号的设备机器，通过分析各射频信号代表、隐藏的数据掌握相关检测信息，从而实现智能化的管控。物联网带来的优势使其在国际上具有较高的地位，近年来我国对再生能源的重视也使物联网技术逐渐得到快速发展，其的应用对智能电网的建立有重要的意义。
（二）电网智能化运行的需求
随着信息技术的发展，传统电网的管理运行模式已越来越难以进行，在需求和技术的推动下传统电网过渡为智能电网。而电网的“智能”需要现代化的通信技术、大数据技术等实现，物联网的引入可以通过将一些精密的感知设备部署在系统中感知整个执行过程中的情况，对各环节电力运输、消费以及各环节设备系统运行情况进行全覆盖式监控。而由于物联网以标准化的通信网络为基础，因而也使智能电网运行中产生的信息在处理中体现出高集成化的特点。从电网的发展需求来看，智能化电网应确保系统的安全性、可靠性以及稳定性，对各电压等级系统实施全面有效的管控。
（三）物联网技术（辅助监控系统）在智能配电站中的应用前景
智能配电站的优化关乎电网智能化的发展，依托信息技术，现代化的配电站也具有先进的设备机器，具备实现信息化、自动化的能力，可以通过信息平台实现对各类电子信息、射频信号的采集和处置。而且也能按照智能电网的需求和设定实现自动化控制、互动以及调节等功能，便于及时解决突发问题和风险。虽然近年来物联网技术在我国得到快速的发展，但从实际应用来看，我国对物联网的应用主要集中于设备检测、智能开关等方向，在配电站辅助控制系统中的应用还较为浅显，不够深入。比如目前我国多数配电站的图像监视、辅助生产等系统间存在隔阂，彼此信息不通畅，还需要投入人力整合和处理各系统的信息，不但加大了人为误差，还降低了效率。随着智能电网功能需求的扩大，借助物联网实现智能化集约管理，搭建出一个公共性的检测辅助控制平台融合各类系统的需求迫在眉睫。而从需求来看，物联网技术在智能配电站中应用时需要达到以下目标：第一，实现智能化检测。全时段对配电站的运转进行检测，实时自动化分析导致配电站运转异常的因素，确保配电站运行的稳定性。第二，可以智能化判断行为。系统通过对信号、数据的分析掌握配电站的运行状态，并自主判断其运行是否存在异样，根据影响因素分析快速制定解决策略。第三，根据情况进行智能化管控。通过对判断出的结果执行消除引起配电站运行异常的干扰因素，同时编制出情况分析报告，传送到远端控制中心，并及时执行和落实控制中心返回的命令。第四，验证智能化。即对配电站内各操作行为进行验证，查验其是否正确，从而确保操作的规范性。
二、物联网在智能配电站中的具体应用
结合智能电网功能需求以及现阶段应用现状情况，针对物联网在智能配电站中的应用从以下几方面进行设计：
（一）主机系统设计
主机系统作为整个智能配电站系统中的枢纽环节主要负责接受和处理由检测系统传回的数据，通过对数据背后信息的挖掘掌握整个配电站运行的基本状况，智能识别其中存在的异常环节，并按照制定的异常问题解决方案进行处理，协调智能配电站各系统间的关系。
（二）检测网络设计
智能配电站的检测网络主要由汇聚节点以及传感器节点两部分组成，传感器节点主要包括烟雾传感、温度传感、水浸传感等设备，能对配电站的各类环境状态进行检测和控制。而汇聚节点通常起到一个将各传感器节点信息传送给主机系统的作用，现阶段检测网络的设计主要包括有线传感和无线传感，因而供电方式也较为多样。一旦选择利用电池作为供电设备，则传感器工作时的电流大小和电池性能对其寿命长短有直接的影响，因而在为配电站选择传感器时要根据需求选择传感器的材质、型号、频率等。
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（三）图像检测以及安全报警系统设计
图像检测、监视以及安全报警系统主要负责智能配电站的安全问题，能更加优质的识别进入目标，开展协同认知。以绘制的虚拟配电站安全措施范围栏为依据，一旦外部入侵配电站系统，出现报警登记行为后此系统便可以自动调集摄像头识别入侵主体，并在监视器上形成相应的图像，及时向管理人员提供安全预警。同时，在入侵信号传递到主机系统后主机也可以自动发布报警信号，震慑入侵主体，从而提高智能配电站的安全等级。
（四）火灾报警以及消防系统设计
火灾报警以及消防系统主要负责变电站的火灾问题，这一系统的设计也是基于配电站的特殊性而设定的，此系统以烟感、温度传感器为主体，借助物联网技术理念集成的现成设备产品对相关信号的识别分析，结合图像信息、站内周围的温度及时扑捉智能配电站内的火灾信号。在发现变电站内出现火灾后此系统可以直接关联到风机、空调等设备，实施联动闭锁，将火灾控制在一定范围内，避免因火势蔓延而造成更大的破坏和危害。同时也给消防人员的维护工作提供了便利，便于其及时掌握消防设备的状态，为火灾事故的清除提供有力的支持。
（五）给排水系统设计
给排水系统主要通过对配电站内用水量、排水量以及蓄水量和需水量的检测检验供水、排水设备，及时发现站内给排水中存在的问题。在配电站内的污水处、电缆沟等给排水位置安装水位监测器和传感器，一旦给排水出现异常，比如污水排放阻塞，导致自动检测的排水
量不达标，此系统可以及时进行自动报警，自行启动配电站内所有给排水设备，及时解决问题。而且物联网的链接也能将给排水子系统出现的情况及时反馈到集中控制中心，便于管理人员进行远程监控，及时总结出现的问题成因，对后续设备的改进、程序的优化等方面提供参考建议，也直接提高了操作的便利性和措施落实的效率。
（六）通风采暖系统设计
此系统以温度和湿度传感器为主体，将无线温度和湿度传感器安装在电缆接头、铜排连接点、电容器等可能发热的地方，借助灵敏的传感器对配电站内的环境温度和湿度情况进行检测和搜集，并将搜集到的信息传递通过WSN传感器网络传递到汇聚节点，再由此进入主机系统，由主机系统通过比对室内外温度差、设备环境温度差分析数据隐含的信息，自动控制空调、通风扇等采暖和通风设备，使配电站内的温度和湿度保持在既定的范围内，或者发出预警信号，提醒管理人员处理。同时，也能配合火灾和消防系统在发生火灾时进行闭锁控制。
（七）智能巡检和维护系统设计
智能巡检和维护系统主要负责对配电站日常巡视工作的配合检测，按照智能配电站的特点、日常巡视路径截取巡检点，为其配备高清摄像头，并将其纳入图像检测以及巡检维护系统中，确保数据信息可以及时共享。此外，配电站管理者还可以通过配发专门的巡检工作服配备专门的人员，按照既定的巡检路线和点位开展巡视和维护工作。同时，由巡检维护系统对工作的精度进行识别，自主判断其行为是否符合指定的标准，并通过逻辑运算检测人员的操作是否正确，一旦发现和规范操作有较大的背离，出现操作失误，则可以自动发出再次巡视提示和警告信息，及时纠正错误的操作行为，减少系统运行中的人为误差风险。
三、结束语
现阶段随着信息技术的发展，智能电网的完善和建设是必然的趋势。配电站作为电网中的枢纽部分对电网发展有重要的意义，创新智能配电站是当前研究的重点课题。而当前配电站内的图像检测、安全报警、火灾消防以及采暖通风等系统彼此独立运行，还未达到智能化管控标准。随着物联网技术的不断进步，物联网技术的应用和引入能大幅提升配电站运行和管理的自动化，有效的推动了配电站实现智能检测、智能判断、智能监控和智能验证。电力企业、单位需要重视物联网技术的发展，积极探索物联网技术和配电站之间的契合点，最大化地发挥物联网技术的作用，大力推动智能配电站的建设进程。
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论文作者:李洋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/13
标签：智能论文; 电网论文; 系统论文; 站内论文; 技术论文; 传感器论文; 设备论文; 《电力设备》2019年第23期论文;