１３８ 应用方 ２科０１ 箍霸乱 １年第２３期 一种基于物联技术的中低压变电站智能运维系统方案 赵景宏 （辽宁省电力公司，辽宁沈阳１１００００） 摘要本文基于物联技术对智能电网建设过程中的变电站智能化监测网络建设设计了一种网络方案，可实现系统级综合调度自动化，设 备级状态监测，巡检自动认证与监督和高等级安防等功能，促进电息化建设和安全可靠运行建设。 关键词物联网；智能电网；智能变电；自动化控制 中豳分类号ＴＰ３９ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１ １）１２１—０１３８—０２ 从物联网和智能电网概念的提出，到我国 的智能电网建设规划出炉，基于物联技术的智 能电网建设进程取得了很大进展，特别是近三 年来约２２０多个示范工程的陆续投运。究其重 要意义来看，主要是智能电网与物联网的融合 已经成为一种具有极高战略意义的新型产业技 术，因此被世界各国高度重视。在我国，高新 技术８６３计划和９７３计划都将物联网技术和智能 电网技术列入研究范畴，而且从工业应用方面 看，也在充分调研的基础上，全面部署了众多 重大科技项目以及一大批示范工程的建设。 物联网技术在智能电网中的应用是传感技 术、测控技术、通信技术、信息技术和网络技 术发展到一定程度的产物，该技术能有效整合 电力基础设施和资源，全面提升电力信息化 和智能化水平，改善电网系统供电质量和利用 率。本文主要对中低压变电环节安全运行的一 种基于物联技术的智能运维系统方案。 图１物联网技术体系 １物联技术的内涵 １．１概念与发展 物联网的概念是１９９９年由麻省理工学院的 Ａｕｔｏ—ＩＤ实验室最早提出的，当时它被定义为把 所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联 网连接起来，实现智能化识别和管理的网络。 经过大量的科学研究和技术实践，在学术界和 工业界都引起了极大的兴趣，而且经国家标准 化管理委员会批准，全国信息技术标准化技术 委员会组建了传感器网络标准工作组。后来 奥巴马提出建设“智慧地球”，总理提 出了建设“感知中国”，这些政治性举措已经 将物联网技术的发展上升到了国家发展的战略 层面。 １．２基本特征 物联网的核心是物与物，以及人与物之间 的信息通信。故而物联网的基本特征可概括为 以下三点。 １）可感知。通过射频识别（ＲＦＩＤ）、二维 码、传感器等感知、捕获、测量技术对物体进 行实时信息收集和获取。 ２）可互联。先将物体接入信息网络，再借 助各种通信网络（如因特网等），可靠地进行 信息实时通信和共享。 ３）智能化。通过各种智能计算技术，对获 取的海量数据信息进行分析和处理，从而实现 智能化决策和控制。 图２中低压变电站智能安全预警系统架构 １．３技术内涵 物联技术是传感技术、测控技术、通信技术、信息技术和网络技术 术体系见图１。 等多项先进技术的融合产物，因此，技术内涵包含了智能化数据采集， ２智能变电的物联技术需求 智能化网络传输，智能化数据处理和智能化网络应用的智能本质。其技 变电是智能电网的重要组成部分，是连接输电和配电的重要环节。 乱 翡霸 应用方 １３９ 我国的变电网络具有电压等级交错，各级变电站数量不一，分布范围广 自动数据交换，接受集控站的命令，完善与变电站综合自动化设备 而且分散，平原和山地不均匀，变电一次设备和二次设备等基本设备数 ＩＥＣ一６１８５０￣议通道。 量巨大，变电运行对数据的实时性和准确性要求都较高，基于物联技术 ２）设备级智能融合监控：一次，二次变电设备和变电运行环境监 可以充分发挥智能测控、数据采集、多途径传输、融合处理和综合应用 测，如：主变套管、穿墙套管等接头设备温度，避雷器的泄漏总电流、谐 的智能化优势，对电力设备工况进行监测，降低电力公司监控设备成本 波电流和阻眭电流，变电站水浸、漏水报警，优化动力环境控制方案。 支出，完善电力网络的预警能力和抵抗能力。 ３）运维级站内检修维护行为的智能认证与监督：自动分析操作 ３中低压变电站站智能运维系统方案 票，物物确认操作对象，自动图像识别检修过程；自动完成路径引导和 在我国，高压和超高压技术已经取得了丰硕成果和长足发展，但截 巡检详细采集、报表生成和填表引导。 至目前，２２０ ｋＶ及以下的中低压变电站仍是变电网络的主流，结合工业 ４）高安防级防护：多传感器融合，自动防入侵警戒，高可靠图像 实际，实现其智能安全运行监测与预警方案阐述如下。 识别防止翻越大门、围墙，高可靠图像识别防抛物破坏，自动区域保护 ３．１智能运维系统架构 和灵活图像监控。 智能运维系统主要实现调度中心、变电站间、变电设备和变电环境 ４结束语 的系统互连和监测数据传输，图２为其基本架构。 总之，此方案可采用先进的专家系统，综合神经网络、混沌理论、 调度自动化系统：自动接收传感网测控平台监测数据，评估变电设 语言方程、模糊理论和遗传算法进行数据处理和智能预测，实现变电设 备运行状态，实现辅助系统间的协调联动，形成异常情况处理过程报 备监测，工况控制，设备巡检，智能识别和高防护等级保护等功能，可 告，与集控中心远程互动。 广泛应用于中低压变电站智能化建设和信息化改造。 传感监测网络：传感监测网络包括传感器节点和汇聚节点。传感器 节点包含：温湿度传感节点、避雷器泄漏电流传感节点、电压谐波和相 位监测节点、烟雾传感节点、水浸传感节点等设备。各传感节点监测的 数据经汇聚节点汇聚后上传至主机。 安全警卫系统：组建多类型探测器节点协同感知的网络，实现全新 目标识别、多点融合和协同感知，对变电站围界进行全天时动态智能 参考文献 感知，探测分析、阻挡延缓、复核响应多手段融合，可依据具体情况按 ［１］孙其博，刘杰，等．物联网：概念、架构与关键技术研究综述［Ｊ１．北京邮电大学学 需、按时布防和撤防。 报，２０１０，３３（３）：１－９． ３．２主要监测设备和项目 ［２】李祥珍，刘建明．面向智能电网的物联网技术及其应用【Ｊ］．电信网技术，２０１０，８： 变电主要监测设备可分为三种类型，即一次设备，二次设备和环境 ４１—４５． 设备。可用表格１简略表示。 ｆ３］Ｌｕ Ｊ，Ｘｉｅ Ｄ，Ａｉ Ｑ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｓｍａｒｔ Ｇｒｉｄ ｉｎ Ｃｈｉｎａ，Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＆Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ３．３传感器设置和预警控制 Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ＆Ｅ：￣ｐｏｓｉｔｉｏｎ［Ｃ］．Ａｓｉａ ａｎｄ Ｐａｃｉｆｉｃ，２００９，１０． 根据工况下需要监测的设备和对象，需要大量多类型工业传感器， ［４］Ｇｕｎｇｏｒ Ｖ Ｃ，Ｌｕ Ｂ，Ｈａｎｃｋｅ Ｇ Ｐ．Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ ａｎｄ Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｏｆ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ 如：压力、加速度、角度、红外、涡流、放电、漏电、特种气体和噪声 Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｉｎ Ｓｍａｒｔ Ｇｒｉｄ－Ａ Ｃａｓｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｌｉｎｋ Ｑｕａｌｉｔｙ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ 等。从主要的变电一次设备和二次设备来看，可在站内灵活设置多传感 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ．Ｉｎｄｕｓｔｉｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０１０． 器，用来监测各变电设备的运行状态，构成基于无线网络、局域网络和 ［５】李娜，陈晰，等．面向智能电网的物联息聚合技术［Ｊ】．信息通信技 互连网络的传感网络，各站之间利用电力专用局域网实现数据通信。由 术．２０１０。４（２）：２１—２８． 图３来实现各类电力设备的工况状态转换。 ３．４系统的主要功能 作者简介 该方案可实现如下功能。 赵景宏（１９８Ｏ一），男，汉族，籍贯：辽宁省凤城市，辽宁省电力有限 １）系统级融合实现综合调度自动化：与集控站控制主机完成 公司信息通信分公司，工程师，研究方向：电力系统通信。 图３电力设备的工况状态控制转换 表１变电主要监测设备和项目列表
