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摘要：目前在市场中，互联网技术最受欢迎的行业有交通、物流、电网及农业等。与此同时，在环境、设施自动化管理、财产安全等领域也大量引进该技术，由此可见，物联网技术正在逐渐普及到人类生存的各个领域当中，并且受到了人们的普遍欢迎与应用。文章在此基础上对物联网技术架构下的智能变电站在线监测系统进行分析和研究。
关键词：物联网；智能变电站；在线监测系统
1智能变电站在线监测研究现状
智能变电站在线监测系统可对变压器温度及负荷、变压器油中溶解气体、变压器油中微水、变压器套管绝缘、变压器铁心接地电流、变压器局部放电、变压器辅助设备（冷却风扇、油泵、气体继电器和有载分接开关）、断路器及GIS中SF6气体密度及微水、GIS局部放电、断路器动作特性、GIS室内SF6气体泄漏、SF6气体分解物、电流互感器及容性电压互感器绝缘、耦合电容器绝缘、避雷器绝缘、电缆温度和电缆局部放电等信息进行综合监测。智能变电站在线监测系统具有准确性高、可靠性高和互换性好等特点，不是现有在线监测系统在后台监测软件层面上的数据集成，而是按照统一的结构方式、通信标准和数据格式等层面的全面集成。智能变电站在线监测系统依据获得的电力设备状态信息，采用基于多信息融合技术的综合故障诊断模型，结合设备的结构特性和参数、运行历史状态记录以及环境因素，对电力设备工作状态和剩余寿命作出评估；对已经发生、正在发生或可能发生的故障进行分析、判断和预报，明确故障的性质、类型、程度和原因，指出故障发生和发展的趋势及其后果，提出控制故障发展和消除故障的有效对策，达到避免电力设备事故发生，保证设备安全、可靠和正常运行的目的。智能变电站在线监测系统采用分层分布式结构，由现场监测子系统、系统服务器和客户端三大部分组成。
2物联网传输网络结构
典型的物联网的组成部分通常包括任务管理节点、汇聚（sink）节点及无线传感器（sensor）节点等，而且它们功能不同、数量众多。监控区域中的任一部位均分布有传感器节点，且其基于组织形态完成网络构建，把采获数据利用不同的形式（多跳转发等）向基站传输。传感器节点采获数据会被汇聚节点最终接收并随之进行融合、处理，通过卫星信道、移动通信网或互联网等途径向任务管理节点统一发送所汇集的数据。基于任务管理节点，用户即可完成监控数据接收，进行监控命令发布，管理、配置传感器网络等。传感器节点在前述物联网中一般属于嵌入式系统（微型），其基本功能主要表现在路由、无线通信及收集、保存并处理数据等方面。除采集、处理本地信息，同时需要转发、保存其它节点传输而来的数据。传感器节点的电能主要来自于电池，所以其能耗与其功能呈正相关。物联网中的节点数量愈多，便会有更多的数据需要由传感器节点完成转发，这会加大其能量消耗。异构物联网监控区域被进行了多簇划分，各簇通常由簇内节点（传感器节点）数个、簇头节点（汇聚节点）一个构成。簇内传感器节点全部需要把数据传输至该簇汇聚节点，随之组网的各簇汇聚节点则会通过卫星信道、互联网等途径向任务管理节点发送所采获数据。以不同物联网的应用需求为依据，可以把网络拓扑结构进行三类划分，即网状网、星状网、混合网。汇聚节点与单跳式星状网拓扑结构中的传感器节点之间展开数据发送。多跳转发方式是网状网结构相互通信策略，这种结构的特征是具有较高的功耗、较强的容错性，可以远距离传输；单跳式星状网拓扑结构内的传感器节点功能并不多，所以其也没有过多的功耗需要，能在十数米内进行传输。所谓混合网实质上就是网状网与星状网组合，也就是异构物联网，其能将网状网与星状网优势集于一体。
3物联网技术架构下的智能变电站在线监测系统
3.1物联网技术架构下的智能电力监控系统组成
智能电力设施由多个部分构成，其中之一便为智能电力监控系统（物联网技术），其能有效体现电力设备的智能化。系统应用了现代的控制技术、可视化技术、现代通信技术与物联网技术，基于不同辅助设施智能化监控电力设备热点、动力、环境等，而且可以智能分析数据，综合可视化展示，实现智能联动报警，接入综合自动化系统、PMS、ERP管控模块信息。有效协助电力设备信息化、检修与运行，服务于智能电网大检修、大运行、全寿命周期管理。基于物联网技术的智能电力监控系统，其主要基于智能电力设施体系结构向智能电力设施的站控层、间隔层、过程层融入物联网技术。利用不同通信策略发送数据，将基于物联网的电力设备的智能检修辅助、动力与环境监控等功能实现，辅助支撑智能电力设施互动化、自动化、信息化。分析物联网与智能电力设施分层架构结果证实，物联网感知层与智能电力设施过程层类似，所以最能体现物联网技术的即为过程层，其利用不同传感器进行状态信息采集，同时利用无线、RS-485总线等通信手段来发送数据。间隔层可以汇聚监控数据，发送互动控制信息，而且所有子系统的接入策略全部是IEC61850规约。站控层和应用层（物联网）比较类似，数据接收、数据研判、联动报警、展示（可视化）由系统平台统一完成。系统平台还能够将数据互通互联利用综合自动化系统、单项隔离装置等实现。根据业务功能不同，智能电力监控系统（物联网技术）能进行运行辅助模块、动力监控模块、环境监控模块、检修辅助模块这几个功能模块划分。
3.2系统的具体应用
3.2.1变电站设备状态检测
在现阶段，电力设施的维护和检查一般采用定期测试和维护的方法，可以最大程度地改善和解决设施的大多数不足和问题。但是，这种定期的预测试和维护的方法不能直接反映运行设施的详细信息和设施的运行状态，也无法预先预测意外的故障。当前，电力系统的规模越来越大，人们对电力的要求也越来越高。原始的维护方法不再适合将来的需求。为了满足未来的需求，电力设备应从使用先进的物联网技术和故障诊断技术来监视电力设备的在线状态，例如变压器，母线，电容器，避雷器等，并实现设备的突然故障通知，因此以达到及时监控的目的。
3.2.2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：首先，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；其次，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；最后，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。首先，注册记录，访问检查任务和手持终端设施。其次，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。第三，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。
4结束语
基于物联网架构的智能变电站监测系统的建立和运用，使传统的状态监测从一个孤立的、参考性的系统过渡到全局的、网络化的和智能化的综合状态监测、数据分析、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。
参考文献
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