国网山西省电力公司电力科学研究院 山西太原 030001
摘要：网络化发展促使计算机被应用于各种领域，物联网技术取得了长足的进步，它与电网运维管理相结合，解决了旧时电网设备运维监测麻烦、发现故障困难、解决耗时长等问题，能够提升电网运行的安全性，减轻相关人员日常检测电网的负担，提高工作效率，节约成本，对提升电网信息化水平具有重大意义。配电网运行维护管理水平的提高，是提高供电可靠性的重要手段。本文主要分析了物联网技术在配电网运维管理中的应用。
关键字：物联网技术；配电网；运维；应用
受配电设备具有布局分散、数量众多的影响，传统配电网运维工作难以有效开展。目前配电网运维、主要存在以下问题：一是日常巡视难以完全覆盖全部台区和点位，人员数量不足，设备巡视不到位；二是配电设备总量众多，设备质量参差不齐缺陷及异常设备管控不到位；三是设备较为分散、信息记录不全，难以掌握设备全部工况，日常运维工作缺乏针对性；四是，日常巡检以常规巡视为主，缺乏必要的带电检测手段，难以发现设备潜伏性缺陷。将物联网技术应用到配电网运维工作中，建立基于物联网技术的智能配电网运维系统，上述问题能得到有效解决。
1对电网运维时的信息采集、融合、处理
配电网的运行维护涉及多个配电网，具有配电网众多、检测复杂、配电线路多、设备类型丰富、现场运行环境多变等特点。在配电网的日常运行中，工作人员稍有失误就容易造成配电网运行故障，因此，配电网运维管理的优劣成为电网安全运行的核心。在日常管理中，工作人员主要负责收集大量的配电线路、配电变压器、避雷器等设备的运行状态数据，来确保设备的工作状态。另外，工作人员还要负责监测盗窃、破坏电网运行安全的信息，空气环境变化等影响配电网正常运行的因素。
1.1电网运行的工作状态
配电网主要由配电线路、杆塔、配电设备构成，多数设备成本低，如何以合理的成本实现广泛的信息采集是当前配电在线监测运维管理中需要解决的关键性问题。目前，配电网的运维监管系统只能完成重要信息的采集，其他较小的元器件信息，多数是人工采集，电力企业在此方面仍需投入大量人力和物力。随着技术的进一步发展，物联网愈加完善，配电网的信息采集面也越来越大，为实现配电网的信息化，保证电网的安全运行，需要采集的重要信息有以下几方面：线路工作电流、工作电压、避雷器泄漏电流和动作次数、配变工作状态、智能开关。
1.2电网设备运行的环境状态
电网设备运行时环境的因素对电网运行造成很大影响，主要包含以下几方面。
1.2.1周围温度
环境温度是影响配电线路设备正常工作的一大因素，对温度参数的采集可以实时监控设备的工作环境状态，确保电力设备的额定范围，避免因温度超标导致电网运行故障。
1.2.2周围湿度
环境湿度对于设备的静电、凝露性能都有一定影响，为确保电力设备因为湿度不够或超标而造成凝露故障，应将物联网设备的周围湿度控制在额定范围内。
1.2.3风速风向
风速风向对于杆塔及空中配电线路影响较大，尤其是沿海地区，因为风灾而导致电路故障的情况时有发生。物联网能实时监测变电站风速和风向，并作出有力判断来避免电路故障，对高空作业具有重要意义。
2基于物联网技术的智能配电网运维系统技术优势
物联网智能运维系统，指通过无线射频识别（RFID）和GPS技术，采集配电设备运维环境、工况、缺陷及故障履历、试验数据等各项基本信息，建立完整的设备档案，并通过二维码实现就地查询，同时可根据实际情况集成在线监测功能，实现远程运维，提高运维工作的针对性和有效性，降低人工成本，保证配网稳定运行。与传统运维方式对比，基于物联网技术的智能配电网运维系统具有如下优势。
2.1信息资源高度整合
当前，传感器与网络技术一日千里，RFID、GPS等技术应用已相对成熟，可通过综合运用实现复杂的万物互联的物联网的全面运维。在物联网背景下，配电设备运行信息可通过各项传感器的综合运用，实现对设备内、外部运维环境及工况信息的有效整合，也只有通过资源融合才能完成有效的运维。
2.2信息获取方便快捷
通过各类传感器的接入，运维人员获取设备信息不再是单一的巡视与检测，可通过各种成熟的在线监测手段实现远程信息获取。比如，对于普通配电变压器可通过温度传感器获取设备实际温度，通过振动传感器获取开关机构卡涩情况，通过绝缘油色谱在线监测及时获取变压器故障信息等，之后通过互联网将实时监测信息传输至系统主站供运维人员查询。
2.3运维方式灵活多样
在实际运维工作中，由于不同设备投运时间、健康状况等不同，运维人员难以掌握设备全部信息，在物联网系统中，可通过二维码技术实现特定设备特定信息获取，运维人员在运维过程中，可通过扫描设备专属二维码了解设备各项履历，从而制定差异化的运维方式与检修策略，提高工作有效性和针对性，实现智能化运维。
3基于物联网技术的智能配电网运维系统组成
物联网智能运维系统同时配有主站及移动终端，主站用于存储信息和进行复杂的数据分析及操作等，终端用于运维人员读取设备二维码信息，并现场记录运维情况等。
3.1信息管理系统主站及终端
（1）数据存取模块
包括数据采集、数据传输和信息读取三部分。数据采集指通过RFID、GPS等传感器采集设备信息，并进行简单的处理。数据传输指将采集到的信息通过3G网络传输至系统主站。信息读取指运维人员可通过主站系统读取并录入设备有关信息，建立数据库，包括设备名称、型号、生产厂家、生产日期、历史工况等等。
（2）终端运维模块
运维人员现场运维过程中可将巡视结果输入到巡视功能模块。巡视功能模块可自动记录信息录入点的地理位置和时间信息，并拍照记录现场运行工程及缺陷等。同时可读取设备专属二维码，获取设备完整信息及履历。
（3）报告生成模块
传统巡视记录或报告不能自动生成，需要带回工位后再录入生产管理系统，耗费大量人力和时间。本系统可将报告、记录等模板固化在终端系统中，现场填写后自动传输到主站生成报告，避免二次操作。同时，可在主站自动统计运维信息及设备信息，定期生成设备评价报告及总结，从而提高工作效率。
3.2拓展集成在线监测模块
在线监测手段对发现设备潜伏性缺陷、避免设备故障及事故发生具有重要意义。本系统可拓展集成温度测量传感器、有色谱在线监测传感器、开关机构检测传感器、输电线路防外力传感器等模块。由于每类在线监测传感器获取数据的方式、安装位置、采集量不同，如需集成相应功能的在线监测装置需要单独安装和匹配系统模块。
3.3拓展集成智能辅助监控
利用视频影像等监控模块实现对配电站（所）的防盗、防火等方面的安全监控，同时可触发警报、消防系统启动等保护，便于运维人员第一时间掌握配电站（所）放火防盗信息，并给予合适的处置措施。
4基于物联网的配电网规划研究
要提升电网结构必须向两个方向努力，一是电网结构必须要清晰，就配电网规划设计思路而言必须要推选模块化设计。其次，为满足人民美好生活用能需要，应准确、迅速地感知电网状态，促进服务体验更友好。电网能实现停电自动判断，故障精准定位，主动派发工单，跟踪抢修轨迹，回传抢修情况，提升协同效率和服务质量。通过停电信息主动通知、可视化抢修等主动服务，为客户带来更优质、智慧的管家式服务。再次，保证电网更加安全可靠。通过推动电网数字化转型，全面提升电网的感知能力、互动水平、运行效率和自愈能力，使设备管理更高效，调度控制更灵活，供电质量更优质，电网运行更安全。
参考文献：
[1]物联网在配电网运维管理水平提升中的应用分析[J].刘晋武.信息通信.2017(05)
[2]电力物联网的关键技术与应用前景分析[J].殷新博.计算机产品与流通.2019(12)
[3]输配电设备泛在电力物联网建设思路与发展趋势[J].吴刚.中国新通信.2019(22)
[4]泛在电力物联网关键技术及其应用前景分析[J].王聪.数字技术与应用.2019(11)
[5]构建电力物联网的方法及实际应用分析[J].崔伟.计算机产品与流通.2020(01)