郭志家 吴建辉 孙海玉
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摘要：随着信息技术的不断发展，电力物联网建设被提上日程，有助于提高变电站电力设备的在线监测水平，对推动智能电网的发展具有重要的指导意义。研究了基于物联网的电力设备状态监测系统的体系结构和特点，根据变电站电力设备在线监测的要求，对红外热像监测子系统进行了探索和研究。系统结构和变电站环境监测子系统实现了电力设备状态监测系统的优化设计，对指导变电站电气设备状态监测系统的规划、设计和建设具有十分广阔的应用前景。
关键词：泛在电力物联网；电力设备状态监测；应用分析
前言：
泛在电力物联网是通过系统中各种设备和工具产生高效信息来传播的。设备之间的信息转换为电能生产和使用之间的稳定提供了有力的保障，促进了电网安全稳定控制系统高效运行的目标；此外，电力物联网技术的应用也使电力市场更加开放，保障并灵活应对市场供求关系，为电网资产评估提供有力的依据和支持。物联网技术在电力行业的广泛应用，有效提升了全方位能源生态系统的建设和效果。
1论泛在电力物联网的价值和重要性
物联网是智能能源系统最重要的发展方向，新时期，物联网、移动互联网、人工智能等新技术迅猛发展，与能源生产、输送、消费、储存等融合，不断推进能源改革。从技术特点和功能形式，作为能源革命的中心环节，电网正朝着电力物联网的方向发展。泛在电力物联网是新一代电力网络通过传统的工业技术和物联网技术相结合而产生的一种新型的网络运行形式。基于软件协作，建立了一个高度灵活、分布式的智能电网系统，实现了对网络设备的敏感、准确感知、实时传输、高效处理。发电运营、企业管理和外部客户服务体系的全面改革将有助于电网的发展。
2泛在电力物联网介绍与理论探讨
2.1泛在电力物联网的界定
所谓泛在电力物联网，一般是指在泛在物联网领域中，每一个人、每一个时间、每一个地方，每一件事物都与信息联系在一起，消费者、能源供应商之间的信息和互动可以联系起来，与电网相关的公司及其设备、发电公司、发电厂、能源供应商、能源供应装置、人员等结合，泛在电力物联网其实是物联网技术在能源系统中的专业应用，换句话说，就是物联网技术在能源系统中的应用。其技术的本质是提供各种信息和通信手段。通过泛在电力物联网，实现自我识别、动态感知和信息智能处理，实现物种共享和物理概念。能够实现的发电系统也将使我们未来的生活更加系统化。
2.2泛在电力物联网的基本特征
泛在电力物联网以网络单元和通信技术为基础，实现企业间的互联互通，打破时空界限的信息互联，实现业务关系中资源的互联互通。因此，泛在电力物联网的特点是：全息感知，普遍连接，资源和信息的开放交换，不同技术的融合与创新。通过技术的相互作用与协同，打造稳定、智能的综合能源服务平台，对电力市场的开放推广和电力系统的技术改造起到了巨大的推动作用。
3泛在电力物联网的主要特点
泛在电力物联网与新的发电系统深度融合，提供信息通信基础设施支撑，从垂直结构层面推动业务平台发展，指导电力服务体系结构优化方向的发展方向，其主要特点包括以下四个方面：
1）普适连通性：电网与发电完全互联，设备呈现出分布式发展的趋势。输电线路逐步实现了全线实时监控，从干线到全覆盖，配电网控制从10kV到4kV，连接节点从万亿到数十亿。微功率网络、大容量光纤网络、电力无线专用网和低功耗的物联网得到广泛应用。
2） 智能终端：芯片处理能力的不断提高，使终端不断向智能化方向迭代。软件定义促进了终端软硬件的发展。持续的解耦使得电力服务器和能源端朝着智能化方向发展，以满足精确控制和调度业务的现实。
3） 数据共享：海量的感知层数据聚集在应用层，成为贯穿业务的重要数据资源和数据模型标准化的屏障。
4）服务器接口和规范的标准化推动了接入连接系统，专业平台的结合提高了平台的开放性和平台水平。
4监控电力设备的状态
监控系统遵循绩效体系协议，先进的通信技术和智能信息处理技术实现了传输设备的工作状态、电网运行环境的直接集成和横向集成。此外，还实现了网络传输设备识别、智能传感、数据传输和电力系统全生命周期动态控制管理。实践表明，基于电网的实时监测系统可以为电力设备状态监测提供更好的决策依据。物联网系统的监控精度应具备以下要求。
1） 监测精度：电子水平的不断提高，电力将改变设备的规模，设备的故障可能导致整个环节的故障。因此，该系统不仅要有效地运行状态监测设备，而且要意识到存在的问题。2） 系统可靠性：在大多数地方，高速运转的机械设备发生故障，可能造成严重的损失。因此，有必要对物联网系统的可靠性进行监控。3） 监控传输节点小型化：由于机械设备的复杂性，要求监控设备的正常运行不影响其他设备。4） 响应用户数据查询：数据的周期性传输在这种情况下，用户（或基站）可以查询特定节点的数据，估计特定设备或子系统的当前状态。因此，无线传感器网络需要具备为用户终端流动的能力。
5基于泛在电力物联网的监控系统
将物联网技术应用于供电分段监控系统中，感知智能化、现代通信技术和信息处理技术结合，利用监测数据采集设备和智能传感器网络，实时采集各种状态信息，实现对电力设备的实时同步管理，为电力设备的智能监控提供了一种新的方法。监测系统由红外热成像监测子系统和变电站环境监测子系统组成，每个子系统是指每个应用场景都可以独立或协同进行监控。
5.1红外热成像监测子系统
在高压装置中，热量起着关键作用，因为它通过元件热检测揭示设备的运行情况，障碍源实现了监控系统的正确保护。利用红外热成像技术进行温度监测已成为一种成熟的技术，该技术因其比其他类型的传感器具有更大的容错性而得到了广泛的应用。与其他类型的传感器相比，监控还有其他优势。该技术检测被检测的物体发出的红外辐射，并能在安全距离内发现电气设备中的热点。红色外部热成像技术主要用于电力设备的监测，如线路、断路器、隔离开关等外部设备故障。红外热像仪是用来准确采集热量的设备，热量信息可以产生直观的温度，可在正常工作状态下排列热图像以匹配其热成像设备，以便分析设备的运行状态。
5.2变电站环境监测子系统
变电站环境监测子系统包的主要功能包括以下几个方面：
1）变电站温湿度环境监测：由于不同变电站的环境参数、温度和湿度差异较大选择高精度传感器。2） 变电站烟气状况监测：火灾对电力设备影响较大，选用灵敏度高、响应快的烟雾传感器是监测变电站烟气状况的必要设备。3） 监测站用气：主要用于监测变电所的容量、浓度和成分，判断是否有用电设备，使用氢mq-8传感器。
5.3软件设计
协议转换器接收无线直放站上传通信协议，数据集中处理后传输至上级调度自动化系统网络或就地显示。协议转换器接收调度自动化系统的通信方式时，单个通信节点与无线直放站之间的通信链路的建立和终止取决于节点的工作模式。正常工作模式下，通信节点根据建立的规则线建立并发布通信链路；维护模式下，无线直放站建立并终止通信链路进行处理；原则上，直放站应避开通信节点的上传时间。
参考文献
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作者简介：郭志家 男 1987年6月 河南商丘 汉族 本科 工程师、高级技师 主网、配网运维检修