5G时代物联网技术在电力系统中的采用

发表时间:2021/1/5   来源:《科学与技术》2020年27期   作者:王钥 、王轶伦、方原
[导读] 输变电设备在电网中是较为重要的组成原件,电网是否能够保持一个安全运行的状态取决于输变电设备自身的安全性
        王钥  、王轶伦、方原
        国网辽宁省电力有限公司本溪供电公司  辽宁省本溪市  117000

        摘 要:输变电设备在电网中是较为重要的组成原件,电网是否能够保持一个安全运行的状态取决于输变电设备自身的安全性、可靠性,而在输变电系统中物联网技术的应用发挥着重要的作用,所以为了提高输变电设备的高效率运行,引进和应用物联网技术是必然措施。本文首先对物联网技术、输电设备检测技术的含义进行了简要的阐述,随后深入的分析了在输变电系统中物联网技术的主要应用,并从输变电设备状态的监测以及输变设备的寿命周期等方面展开探析,希望能够为电网的安全运行和高质量运行提供行之有效的理论参考。
        关键词:物联网技术;输变电设备;管理;状态检测;应用
        1 物联网技术的基本含义
        物联网技术是在互联网技术基础上实现物与物的连接技术,利用互联网技术信息通讯的优势,促进物与物之间的有效联系,也就是说物与物之间的消息连通和智能定位都是通过信息资源的有效交互而实现的,物联网技术将信息技术和互联网技术作为技术发展的根本,在管理、定位、跟踪以及数据资源共享等方面实现了智能化,目前物联网技术被广泛的应用在了各个企业单位中。可以说物联网技术是信息时代发展背景下的一个产物,在定位系统、激光扫描以及红外感应器等传输设备中物联网技术应用较为成熟,从我国社会经济发展的角度上看,物联网技术的出现与应用能够在一定程度上促进我国社会经济水平的提高。物联网技术在输变电系统的应用中主要的功能就是信息数据的处理功能、信息数据的传输功能以及自身的感知功能。
        2 物联网技术在输变电系统中的应用优势
        物联网技术在输变电系统中的应用主要是利用无线传感网络技术以及射频识别RFID技术进行数据信息的收集,同时对输变电设备的运行状态进行监测,与传统的有线通讯方式相比,无线网络传感技术的应有优势更为明显,不仅提高了设备监测结果的可靠性而且弥补了传统通信方式存在的一些弊端,而射频识别RFID技术的主要信息方式就是将射频通信数据利用无线互联网的数据传输功能,实现输变电设备运行信息的实时传输,从而使相关的管理人员实现对输变电设备的实时、同步管理,基于物联网技术中的这几种监测技术为电网智能化管理提供了必要的技术支撑。
        3 物联网技术在输变电设备在线监测过程中存在的问题
        输变电设备在线监测中必须要通过层层的连接线才能实现信息数据的有效传输,目前我国输变电设备的在线监测系统大多数都是应用三层分布式的结构,即变电站两端的控制层、就地的监测层以及数据采集层,经过这三层分布式的在线监测系统结构才能实现电力通信的有效传输,但是有线通信结构在建设与设计的阶段难免会受到外界的因素影响,而且在敷设的过程中存在着一定的难度,对敷设施工要求较高,电网单位所花费的成本较大,所以电网单位要想实现物联网技术的有效应用在通信通道的设计安装过程中应做好管理,避免因设计不合理的问题延长敷设的工期增加施工的成本,影响输变电设备故障定位的准确性[9-10]。
        4 物联网技术的应用管理
        4.1 在输变电设备状态监测中物联网技术的应用
        在输变电设备状态管理中物联网技术的应用方式主要是工作人员在电网杆塔、以及电网设备上安装监测传感器,然后对传感器所采集到的信息和数据进行分析,分析输电线路中的所得信息数据是否符合实际输变电设备的运行需要,同时利用网络信息通讯功能在相应的数据接收设备上传所获得的监测信息。

近几年来我国在电网输变电管理上,已经实现了设备状态在线监测、图像视频在线监测、重要机具以及人员在线监测,而且在实际的输变电设备状态监测中相关的工作人员已经通过多种型号的传感器实现监测结果可靠性的提高,但是在线监测传感器在应用的过程中供电问题是一个较为重要的问题,目前我国的电网企业通常是应用太阳能供电的方式和高压电磁的方式,这两种方式虽然能够保证监测传感器的正常使用,但是无法保证供电电流一直处于一个相对稳定的状态,所以对输变电设备状态的监测结果存在着一定程度的影响。基于这一情况在应用物联网技术进行输变电设备状态的监测管理工作中,变电站智能化主要是通过利用物联网技术的应用而实现的,所以电网工程在应用物联网技术的过程中首要考虑的问题就是物联网技术的应用是否符合变电站智能化的大致需求。此外电网单位应更新管理观念,全面的考虑到外部影响因素,提高监测传感器高温、低温的储电功能,同时对电网的供电模式进行一定程度的优化,从而有效的提高电网运行水平。物联网技术在智能电网的应用中主要为三个方面,第一方面就是感知层、第二方面就是电网运行的网络层、第三方面是电网运行的应用层。
        4.1.1 感知层
        在智能电网中感知层的应用主要就是对一些二维码标签和识读器标签进行信息数据的识别,而感知控制层则是将数据信息直接连接到电网运行的网络层和应用层中,所以在物联网技术中的感知层是对输变电设备运行信息的传输,实现数据信息的延伸和网络的延伸。
        4.1.2 网络层
        网络层包含了电网接入网和电网信息系统的核心网,这两个网络为电网系统中的重要组成部分,网络层主要的作用就是感知层和应用层的桥梁、输变电设备运行数据信息的一个传输通道,通过接入网与核心网能够实现数据信息的有效传输。智能电网对数据信息的安全性准确性有着较高的要求,所以电网单位必须加强数据信息的安全传输,如果电网单位没有传输信息的这种专属网络层,或者不具备良好的条件以及特殊情况下,电网单位则可以利用APN专用通道加安全加密芯片方式实现输变电设备运行信息的加密传输,同时做好各项安全措施。
        4.1.3 应用层
        应用层的基本作用就是将物联网技术全面的融入到智能电网中去,实现技术与功能的有效结合,从而促进电网单位物联网技术的应用和输变电设备运行的管理。
        4.2 输变电设备寿命周期的管理
        从电网单位的经济效益上看,要想保证电网单位有一个较为长远的发展效益,对电网资产的全寿命周期管理工作极为重要,而在电网资产中输变电设备占据着较大的比例,所以电网单位应提高对输变电设备使用的管理力度,利用物联网技术实现输变电设备使用状态的全景监测,并将设备监测信息与相应的设备属性相联系,判断输变电设备是否处于一个正常的运行状态,在保证设备运行安全可靠的同时尽可能降低电网资产寿命周期的投入成本,对输变电设备的使用周期进行全面的评估,将物联网技术作为输变电设备运行监测的辅助技术,总结以往的输变电系统经验,实现电网资产上的全方位管理,从而使输变电设备诊断信息的真实性得到一定程度的提高。
        5 结论
        综上所述对信息数据的感知与收集是智能电网中较为基础的环节,且信息数据的感知与评价质量影响着电网输变电设备的管理质量,近几年来我国物联网技术的发展极为迅速,而且在人工智能科技发展的基础上带动了我国企业单位的革新发展,吸引了各个地区科研院所对输变电设备物联网技术应用的研究,虽然物联网技术在实际应用的过程中要想实现实时在线监测,还存在着一些问题,但是只要对各个外界影响因素进行科学合理的分析,结合电网运行的实际情况,制定出符合单位电网输变电设备运行的三层敷设结构,那么输变电设备的运行
        水平和管理效果必然会得到一定程度的提高。物联网技术的应用不仅是电网企业革新发展过程中必要的措施,还是提高电网安全运行的首要途径。
        参考文献
        [1] 谢国荣,钟智.面向物联网的输变电设备智能监测研究[J].电工技术,2018(15):37-38+42.
        [2] 蹇美蓉.物联网技术在输变电系统中的应用[J].企业改革与管理,2018(05):217-218.
        [3] 徐娟.基于物联网的输变电设备无线监测技术研究[D].保定:华北电力大学,2017.
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