基于物联网的智能电网故障监测技术论文_邵平1,杨磊1,耿玲娜1,李煜乾2,赵肖旭1,徐鸣

基于物联网的智能电网故障监测技术论文_邵平1,杨磊1,耿玲娜1,李煜乾2,赵肖旭1,徐鸣

1.国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司 江苏 212000

2.中国电信股份有限公司镇江分公司 江苏 212000

摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的现代化建设的发展也突飞猛进。目前物联网技术在民用、商用等领域广泛应用。将物联网技术应用于智能电网的发电、输电、变电、配电和用电等各个环节有效的整合智能电网中的资源。电力行业直接关系到国计民生,对可靠性和安全性的要求很高,将物联网技术引入智能电网,更好的实现了智能电网的优势。

关键词:物联网;智能电网;故障监测技术

引言

近年来,随着经济绿色发展观念深入人心,各种资源的限制,能源的短缺问题日渐严重。虽然我国地大物博,但是同时我国也是一个人口大国,就目前的资源,相信在不久的将来就无法维持我国居民正常生活。所以电网的发展成为了为数不多的一个突破口。我国传统电网是一种被动的配电网,其发展方向是以安全提供电能为核心,具体表现在其坚强性,所谓坚强性是指电网遭受到巨大的外界干扰或者线路出现故障时,电网仍能坚持对外供电,不会影响居民的正常生活;当天气状况十分恶劣的情况下,电网系统并不会因此而瘫痪,依旧能够正常运转;最后就是它对自身信息的保障能力很强。自愈性,顾名思义是一种依靠自身能够自我恢复的能力,电网每时每刻都会对自身的情况进行检查并据此进行自我调的一种特性。兼容性,这是,一种能够海纳百川的能力,它使电网能够适应可再生能源的有效、有序接入,适应分布式电源和微电网的接入,能够适应广大人民群众各种千奇百怪的用电要求,借此可以为广大人民群众提供多种额外的增值服务。经济性,电网会根据电力市场的分布情况进而进行合理有效的运作方式,将资源合理分配运用,降低运行时的能量损耗,大大提高了资源的利用效率。

1物联网和智能电网的概念

1.1物联网概念

移动通信网络和计算机技术在逐步发展,与此同时物联网技术也被越来越多的人所了解。我们可以将物联网理解为“物物相连”的网络。物联网技术主要是通过传感器、无线射频识别、GPS等技术手段进行信息的实时提取、鉴别和传递,主要采集的信息有:声、电、光、热、力学、化学、位置等信息。按照协议,将物品信息连接入网络进行信息的交换和沟通,通过无线和有线网络融合传递信息,利用云计算和模式识别等智能技术可以达到智能化的跟踪定位、识别区分、监控管理等目的。

1.2智能电网概念

智能电网是以物理电网为基础,应用先进的信息通信、传感测量、分析决策、能源配置、自动控制等与电网相关的技术,并且通过在终端传感器、电网公司、客户间形成网络互连形成新型现代电网。电能传输不仅要考虑到安全性、传输损耗、新能源电力入网、用户监测和管理、电能调度优化、维护成本,还应考虑到由能源供给不均带来的电量消耗高、电网建设费用高等远距离传输问题。智能电网具有智能化、开放性、信息的共享性,优于传统的高压输变电方式主要体现在可观测、兼容、实时分析决策、可控制、自适应和自愈等方面。智能电网在灵活电网结构、降低损耗、优化电网控制、优化资源配置、提升电网服务质量等方面都有明显的改善,实现资源的合理分配、优化资产的利用,为用户提供清洁、经济、可靠的电力供应和增值服务。

2电力物联网结构组成

物联网技术在电力方面的应用,不仅是国家战略发展的需要,同时符合电力发展需要。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为满足智能电网建设需求,通过分析物联网体系结构,提出一种面向智能电网建设的电力物联网技术架构。面向智能电网建设的电力物联网技术架构主要应用于智能电网的全面感知、电力的可靠传输与故障诊断分析等方面,其架构体系分层与传统物联网体系一致,主要包括感知层、传输层、数据层、应用层四个方面。其中感知层主要由具有低功耗、高度集成的各类传感器、RFID、全球卫星定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)、GIS等相关技术组成,用来进行监测区域内电网数据的全面感知以及自动识别;网络层主要将感知层采集的电网数据信息通过互联网、广电网、行业专网等网络设备以及光通讯、无线通讯等技术传送至电网远程管理系统,实现电网数据的实时状态监控;数据层主要将感知层采集的电网数据进行分析、处理,预测以及发现故障位置,便于电力维修人员处理修复故障,包括电网基本数据、电网故障数据、实时监测数据以及用户信息数据。应用层集合了云技算、数据挖掘、数据存储、可视化等技术,为用户或管理人员提供电网各阶段信息,实现电力流、信息流和业务流集成与融合,进一步满足用户电力需求,提高服务质量。

3物联网技术在智能电网中的应用

3.1设备状态检测

利用基于物联网技术的传感器和微电子技术实时监测运行设备,获取设备运行中各种技术指标和参数,并根据对发电站、变电站的设备实时检测数据得出检测报告、预测运行状况,实时检修。不但可以对传统电力设备的各个电压等级、各个环节进行检测还可以对风力发电、太阳能发电等新能源的各个环节设备进行稳态特性和动态特性监测、控制和功率预测。例如在水电站坝体设置传感器监测坝体的变化情况,避免水库可能存在溃坝等的危险。

3.2输电线路状态在线监测

对输电线路状态在线监测也是物联网技术的重要作用。利用物联网技术在每个节点上的监控能力可以监测输电线路区域的覆冰、气象、导线温度和垂弧、线路电容、导地线微风振动、杆塔倾斜等的情况,提高对输电线路运行情况的感知能力。智能电网在发现遭受破坏或者不正常时进行自我治愈并为用户提供持续供电,避免维护滞后出现的断电问题。

3.3电力生产管理

电力生产管理具有一定的复杂性,将电力生产管理利用物联网技术纳入监控。电力生产过程中的关键步骤、重要设备利用物联网技术全时自动监控,每条生产线路进行相应的编码,利用身份识别技术避免他人误操作或恶意操作,通过人工智能数据库的建立还可以使设备智能拒绝部分误操作,一旦出现炉膛压力异常等状况及时准确报送负责人。

3.4电力故障的监测与排除

随着电网资产规模的扩大,设备数量的增加,对于电力设备的状态检测提出了更高的要求。以气候为条件在电力设备通电运行状态下利用物联网技术进行线路动态评级。这项技术可以在发生变压器油温过高、过负荷等突发状况时实时发现并自动调用应急预案,进行电网、通信网故障的自诊断和自愈。一旦自我修复失败立即定位故障现场,提供辅助预案、规划路径开展抢修。

结语

这项技术可以说是在现有技术的基础上的一种发展创新,将现有的技术巧妙结合得到一种新的技术。它巧妙地利用到了当前物联网技术的先进行,取长补短,来弥补另一种技术的不足,使另一种技术更加完善。这种将两种不同的技术结合而来的新技术,它不仅继承了传统电网的优点,而且在此基础上推广发展,利用物联网技术的先进性,将其运用到智能电网故障监测技术当中,使电网的故障监测技术更趋向完善,能够快速有效的解决电网故障的问题,使电网的发展更进一步。在未来生活中,这项监测技术将广泛应用于科技发展、工业生产、人民生活等各个领域。相比于传统电网,它更加快捷、精确、有效、经济,更加适应当代社会的发展。

参考文献:

[1]张东霞,姚良忠,马文媛.中外智能电网发展战略[J].中国电机工程学报,2013,33(31):1-14.

论文作者:邵平1,杨磊1,耿玲娜1,李煜乾2,赵肖旭1,徐鸣

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第31期

论文发表时间:2019/10/12

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