北京国新智电新能源科技有限责任公司 北京 100055
摘要:随着人类社会的不断前进,科学技术得以不断的创新和发展,其中电网运行的智能化变成了促使电力企业发展的重要前提条件,特别是物联网技术在输变电设备中的应用,可以推动整一个电网之中的所有功能都得到最大化的展现。建设一个覆盖输、变、配、用的安全、可靠、高效的全域物联网,规范电网公司全域物联网建设与运行监控,充分发挥出物联网技术的优势,提升输变电设备管理质量有重要意义。
关键词:物联网技术;输变电设备;具体应用
1.物联网技术的基本概述
从理论层面上来讲,物联网指的是物物相连的互联网,主要是使用不同类别的各项设备以及系统,例如红外监测仪、GPS定位系统等等,根据相应的原则来达到物品跟互联网互相整合的目标,归属于网络的范畴之中。而输变电设备状态监测是确保电网正常运转的有力保障,最为主要的是通过应用传感器技术、信息系统等来全面地反映电网的运行情况,并及时发现、解决其中影响电网运转的问题。
2.物联网技术在输变电设备管理中的建设原则
2.1开放性要求:电力全域物联网的软硬件平台应具有开放性和适应性,物联网平台及应用功能模块均应基于国际、国家、行业及企业标准开发,支持电力全域物联网应用模块的数据和功能交互,系统规模和功能可按需扩展。
2.2可靠性要求:电力全域物联网建设时应考虑可靠性要求,通过关键硬件设备及软件采用冗余配置、集群、虚拟化、容灾备用等技术手段,消除单点故障,确保不因部分软硬件故障而影响系统功能的正常运行。
2.3集约化要求:电力全域物联网应按安全分区统一配置软硬件设施,提高软硬件资源综合利用率。各类设备应根据应用特点选用适当的体系架构和系统配置。对性能及可靠性要求高的实时类设备应选用专用设备,对性能和可靠性要求相对较低的管理类应用可采用低配置设备。
2.4易维护性要求:电力全域物联网应具备系统自检、性能预警、事件告警、故障诊断等功能,可对系统软硬件设备进行监测,并具备统一的管控界面,可发现并排除系统隐患及故障。
2.5可管理性要求:电力全域物联网应具备软硬件设备集中管控能力,所采用的软硬件设备应具有可管理性,可自动报告自身状态或响应状态查询指令,可响应运行控制指令。
3.物联网技术在输变电设备中的具体管理
3.1连接管理
多协议接入应满足以下要求:对设备或对象的环境量、状态量、电气量、物理量和行为量等进行采集量测的装置应采用MQTT(s)、CoAP、HTTP(s)协议上报数据。设备接入鉴权应满足以下要求:支持物联网平台对设备接入进行身份鉴权认证和鉴权记录储存。支持调用注册接口向物联网平台发送注册请求或在物联网平台注册设备。支持物联网平台对设备分配全局唯一的设备ID和密钥。支持物联网平台接收设备的鉴权申请并验证设备ID和密钥,验证成功应返回鉴权成功响应。
3.2设备管理
(1)设备注册:支持调用物联网平台的服务开放接口,完成设备注册。支持登录物联网平台门户,完成设备注册。
(2)设备信息管理:支持单个或批量设备创建、删除功能。支持设备信息修改、查询功能。支持设备在线、离线、未连接状态查询功能。
(3)设备模型管理:支持设备模型定义、编辑功能。支持设备模型文件导入、校验功能。支持设备模型内容存储、检索、查看功能。支持设备模型版本管理、使用统计、修改影响分析功能。支持设备模型单个下发、批量下发到智能终端或物联网网关功能。
(4)设备影子:支持存储设备的在线状态和应用程序期望下发的配置。支持收集记录设备的数据和状态。支持下发控制指令到设备,设备不在线时,设备影子可缓存指令,设备上线后主动从设备影子拉取指令。
(5)设备分组:支持创建分组管理可归类设备。
支持已创建分组增加、删除、修改、查询设备。支持分组多级结构管理。
(6)文件管理:支持调用物联网平台接口上传与下载文件,提供文件管理服务。
3.3容器管理
容器管理应满足以下要求:支持容器远程安装,可对设备批量配置多容器安装任务、统计查询容器安装进度。支持容器远程卸载,可批量卸载设备上安装的容器。支持容器远程修改,可批量修改容器的内存、磁盘等配置。支持容器增量升级,可批量增量升级容器、统计查询容器升级进度。支持容器运行状态查询,可实时查询容器的运行状态、资源占用情况。支持容器异常告警上报,可获取容器的异常告警。
4.物联网技术在输变电设备中的应用
4.1智能感知层
智能感知层是物联网技术在输变电设备状态监测中应用的前提与有力保障,最为主要的就是把相联系的感知设备整合起来,例如GIS智能传感器、GPS全球定位系统等等,从而能够感知到输变电设备运转过程之中所产生的数据与信息,并且进行收集、解析。除此之外,在感知层所收集到的各项数据与信息。除此之外,在智能感知层收集到的各项数据信息包括了电网设备的参数数据、输变电设备运转状况信息等等,甚至还包含了气候数据、地质信息等等。
4.2智能网络层
智能网络层在输变电设备状态监测过程之中发挥着非常重要且不可替代的作用,是应用数据传输通道,成功达到了异构网络介入的目标,从而确保了输变电设备状态的稳定性和设备的高效运转。在正常情况之下,在整一个输变电设备物联网运转的过程之中,数据传输涵盖到了很大数量的通信层。
(1)传感网络,其主要是用来智能监测,把实际的输变电设备状态传输到系统终端当中,并借助光纤等装置来落实这一工作。在设备状态传输到智能终端之后,需要进一步提高对技术原理的应用,使其继续传输到变电站以及供电局之中以供其工作开展。
(2)变电站,其主要是把各项数据与信息传输到智能监控系统之中,但是,输电线路的智能终端会受到一些外界因素的影响而创建链接通道,与此同时,当数据在这一些链接通道之中传输的时候,还应当要更深层次地解析检测输输变电设备状态的时候的输变电线路的兼容性和拓展性,继而再通过互联网这一平台传输到相关的数据管理体系之中。
(3)供电局,其主要是来搜集、整理、综合、分析在监测输变电设备状态时所产生的各项数据与信息,若是想要提高智能网络层的效率、运行质量等,供电局的网络结构应当创建光线组网,并且把各项输变电设备联系起来,从而确保输变电设备状态监测中的数据与信息能够得到相互传输、交流。
4.3智能应用层
智能应用层涉及到了非常繁杂的内容,而且智能应用层还能够创建比较完善的输变电设备物联网全寿命周期管理体系,所涵盖的内容有输变电设备状态评定、问题预警、智能解决问题等等,能够进一步地完善电网系统,确保输变电设备状态的稳定性,从而可以减少维修、养护等工作所需要的成本投入。
结语
输变电设备智能管理是实现智能电网建设的重点。实现电网与物联网的结合其目前已经进入到国家战略成为,通过积极应用物联网技术,我国电网最终会形成一个电网与物联网相互深度且深度融合的局面,为进一步有效整合我国现有的通信基础设施资源和店里系统基础设施资源有重要意义,有效提升我国节能减排效率的同时提高电网的运行能力和服务质量。通过积极利用物联网技术并且充分发挥出其作用,能够极大程度推动我国电网的智能化发展,对构建我国一个整体、科学、高效的电网网络有重要价值。
参考文献:
[1]朱建明.输变电设备物联网关键技术研究[J].中国设备工程,2020(05):26-27.
[2]金岩,刘晶,杨志华.模糊度算法融入新型结构实现输变电设备油温监测[J].自动化与仪表,2020,35(01):71-75.
[3]夏拥,王奇,张晗,张厚荣,宋云海.基于大数据的输变电设备缺陷评估示范平台设计[J].电网与清洁能源,2019,35(12):15-19.