（国网冀北电力有限公司唐山供电公司 河北唐山 063000）
摘要：随着社会的发展，电在人们的生活中越来越重要，变电站的安全可靠运行对于电网发展具有重要意义，但目前的变电站在巡检、安全等方面的管理方法或设备故障诊断分析的智能化程度与智能电网对智能变电站的要求还存在一定差距。文中针对变电站现有的一些问题提出了基于物联网技术四层架构体系的变电站在线监测系统，包括感知层、装置层、数据层、应用层。其中，数据层具有实现数据共享的特点；装置层具有解决通信接口异构性问题的功能。通过对物联网技术在变电站设备状态检测和巡检管理等方面的需求与具体的实现方案进行研究，并对物联网技术在智能变电站的优点进行分析。
关键词：物联网技术；智能变电站；在线监测；系统
引言
以往普通的变电站设备与计算机信息技术的有效结合，使变电站实现智能化的故障诊断、监控与检测。智能变电站主要是通过对专业程序与计算机软件的有效运用，在设备运行的过程中，对其内部的信息数据进行收集，对设备运行的状态进行综合全面的评定与诊断。因为智能变电站当中存在着大量的设备，并且有着非常复杂的运行环境，在数据传输的过程中往往会遇到非常大的干扰。在进行变电站监控的过程中，往往会存在数据信息严重失真、传输距离过短、收集困难等问题，这给智能变电站的全面数字信息化带来了极大的阻碍。
1智能变电站
智能变电站是未来变电站发展的必要趋势，这个面临着通过新型材料达到环保、高效、节能的相关技术标准。智能变电站可以通过系统内提前设置好的相关程序和相关部件自发对变电站系统进行检测、调节、控制。对于变电站常见的问题故障可以自动检测，自动排查，自动将问题区域关闭或暂停服务并通知相关部门，帮助维修保养人员并未出现隐患的区域，加快自身质量检测，定时维修的工作效率。同时智能变电站可以自发根据实时情况调整输出功率，根据不同条件，不同要求更改输出功率做到高效控制，不浪费宝贵资源，能实时对接外部系统，将点位置的变电站实时接入系统通过大数据将变电站系统进行合理有效的能源分配，实现变电工作无人化，智能化的发展趋势。
2物联网技术架构下的智能变电站在线监测系统研究
2.1感知层
智能感知层和物联网智能感知层的功能相似，主要利用温湿度传感器、超声波传感器、振动传感器、RFID电子标签等对变压器、电容器、电感器、线路等一次设备以及测控装置等二次设备的运行状态、周边环境状态、地理位置、自身属性信息等各种状态与属性进行感知，为供电局、监控主站以及本站的应用层提供必要的数据信息基础。
2.2各部分功能
①传感网监控功能，传感网监控包括对变电站内给排水、设备运行温度监测、SF6泄露监测、图像监视及报警避雷器绝缘等的智能监控，实现对变电站内部电缆沟水位、变压器油温、运行温度、电缆头温度、SF6压力微水密度及避雷器泄露电流等数据的采集，数据采集中考虑设备工作在高温、高压、强磁场的环境，在传感器安装与数据传输上抗干扰设计是重点，系统通过软件进行分析设计实现功能。②智能集控管理功能，智能集控管理实现对传感网监控单元上传的数据的处理，依据数据处理结果向传感网监控单元发送控制信号调节设备工作状态，发现设备异常情况进行通知并记录，保存设备运行数据，通过GPRS上传数据至网络数据库服务器。同时，可实现当设备运行出现异常时，智能监控主机通过GPRS及时将异常状况信息及位置信息以短信模式下发给工作人员，为工作人员及时掌握和处理现场异常状况提供帮助。③数据动态交互功能，数据动态交互由网络数据库和客户机组成，接受智能集控管理单元上传的数据并存入数据库。电站用户可以通过浏览器使用http协议访问网站获取变电站工作信息。
用户还可通过手机App或微信公众号等形式获取电站数据，这两种方式只要能联上网络就能实现对变电站的访问。
2.3传感网监测网络
传感网监测网络包括传感器节点和汇聚节点。传感器节点包含了温湿度传感节点、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。组网方式可分为有线传感网络和无线传感网络。若采用电池供电，电池寿命的长短主要取决于传感器的工作电流大小和电池容量的大小，而传感器工作电流的大小又取决于传感器的材料、工作原理和被测目标的变化率（特征频率）。根据变电站的实际情况，用在高压带电设备上的温度传感器采用无线传感器网络，采用一次锂亚电池供电，在装置的全寿命周期内无须更换电池。其他辅助设备的传感器由于没有绝缘问题且易于布线，采用有线网络，可以降低成本便于维护。
2.4变电站检查管理
在现阶段，大多数变电站检查仍使用基于手动记录的检测方法。这种类型的检测主要有三个缺点：1.信息和数据的手动记录非常容易出错，并且没有照片等。支持材料可以反映设备的详细缺陷信息；2.查找记录不容易，这妨碍了与相关负责人或其他维护人员及时共享信息；3.缺乏有效的监督，监督中存在漏洞，这很容易。由于主观或客观原因，缺少检查或未能及时进行检查等问题。基于此，目前大多数变电站都采用人工检查模式，很难实现从人工检查到无人值守的过渡，因此有必要研究从人工检查到无人值守的转换过程。ＲFID标签和手持终端部分安装在设备上。相应设备的信息可以通过手持终端实时查看。同时，ＲFID的通讯距离可以确保检查人员可以到达一定范围进行检查。1.注册记录，访问检查任务和手持终端设施。2.依次执行检查任务。在检查过程中，使用手持终端设备执行记录并拍摄照片作为证据。收集的数据将实时上传到检查的背景级别。3.在检查过程结束时，将手持式设备放回原来的位置并确认检查已结束。在检查过程中，手持终端将提示下一个检查地点和项目，如果在指定路线上错过检查，它将提醒您。
2.5图像监视及安全警卫子系统
针对常规变电站安全监视系统配置的不足，组建多类型探测器节点协同感知的网络，实现全新的目标识别、多点融合和协同感知，具有以下特征：多种探测原理的前端探测手段协同综合工作、智能识别；对变电站围界进行全天时动态智能感知；探测分析、阻挡延缓、复核响应多手段融合，可依据具体情况按需按时布防和撤防。联动控制实现分系统的功能一部分由系统集成平台软件实现（报警联动、视频触发等），另一部分由硬件Ｉ／Ｏ量控制器实现（照明、音频告警和物理布防撤防等）。通过基于图像模式识别的信号处理技术，智能视频处理系统可自动识别、跟踪进入视场范围内的入侵目标。当入侵行为触发报警时，系统立即和智能视频分系统进行联动，相关摄像机自动凝视侵入目标，该视频图像自动弹出在监视器的最顶层，值班人员可迅速直观地看到现场的实际情况；与此同时，变电站控制主机会发送音频信号至现场的音频设备，向现场进行声音告警；值班人员亦可通过麦克风设备向现场通话告警，警告可疑人员。
结语
智能变电站远程监控系统从每一个设备的监控到整个变电站设备监控的数据的采集、融合、处理、传送，从变电站运行整体进行分析、比较，实现了智能监控、智能分析、智能诊断，将传统的状态监控从孤立、参考性系统发展为智能、网络、全局的综合监控、分析诊断和服务管理系统，为真正实现状态检修提供技术支撑，对于提高智能变电站运行、维护的经济效益有重要意义。
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