邓涛
玉溪供电局 云南省 玉溪市 653100
摘要：近年来人民群众的生活质量不断提升,对电力供应质量同样水涨船高,电力企业在这种情况下不断扩容,大量建设变电站来扩展电力网络的规模。而目前很多变电站存在以人工巡视为主、巡视效能不高、智能化手段不足、操作模式低效等问题。将物联网与变电站设备运维结合,是一种突破性的、有实际意义的尝试,就本课题进行研究,是促进我国变电站智能运维稳步发展的必然选择。
关键词：物联网；变电站；智能运维
1 物联网在变电站设备运维中的构建方式
1.1 变电设备数据采集方式
采集变电设备信息是实现变电设备智能交互，构建变电站运维物联网的基础。通常可利用高清摄像头对变电设备状态、表计数据、人员人脸、作业行为等数据进行采集；利用可视化红外测温设备对变电站设备运行温度进行采集；利用现有的变压器油色谱、避雷器等在线监测仪对特有数据进行采集；利用现有的调度自动化系统进行程序化改造，对测控、安自等装置进行数据采集等。
目前，我国变电站正在逐步开展智能化、自动化改造，可利用的数据采集方式多种多样，读者可根据上例拓展思路。
1.2 变电设备数据交换方式
如何将采集到的数据应用于人与设备、设备与设备之间的交互式对话，必须依赖于信息通道。以往的有线通信技术，通信结构的设计和施工不可避免的受到外部环境的影响，特别是在现场铺设时，存在许多突出的工程难题，稍有不慎就可能导致严重的质量问题。同时在铺设有线通信网络的过程中，往往要投入大量资金来完成建设。
本课题推荐采用射频识别技术（RFID），通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触，用作变电站设备之间、设备与人员之间的短距离数据通信；采用无线传感器网络技术，由大量的廉价微型传感器节点组成，作为中距离数据通信；采用变电站现有的电力光缆通道作为长距离数据通信。该组网方案具有数据交换灵活、二次投资成本低、数据处理迅速等优势。
2 物联网技术在变电站设备运维中的初级应用
2.1 在感知层的应用
物联网技术在变电站设备运维中的应用主要可以分成三个方面理解,即感知层、网络层和应用层。感知层是智能电网中比较重要的一部分,它能够让变电设备对象和外设数据采集装置直接进行数据识别,并且顺利地将读取到的、收集到的数据传输到网络层和应用层中去。可以说在物联网技术中感知层主要负责对信息的传输延伸和共享。
2.2 在网络层的应用
网络层主要可以包括设备接入网和信息系统核心网,这两个网络是网络系统的主要构成部分,网络层的作用也比较清晰,其扮演一个感知层及应用层之间的桥梁角色,变电设备运行数据主要通过网络层进行传输和延伸,利用接入网和核心网完成数据的高速传输。另外,物联网技术在变电设备状态监测中的应用,要求数据信息准确安全,因此电力行业必须要采取措施提升数据信息的传输安全性。在特殊情况下,电力行业如果不具备建设专属网络层的能力,也可以利用APN专用通道与安全加密芯片共同加密的方式,对变电站设备信息进行有效的、安全的传输,保障信息传输的保密性。
2.3 在应用层的应用
应用层主要是通过对目标需求进行记录形成工作记忆,并以这些工作记忆为基础对变电设备的具体工作情况进行分析和处理。
物联网技术在变电设备运维中的应用,实际上是建设智能变电站的一个环节,也是推动信息技术与智能管理结合的必然选择,从现阶段中国物联网技术发展情况来看,在未来的发展中变电站智能运维工作必然能取得新的突破。
2.4 在设备寿命周期管理的应用
变电设备的生命周期管理本身具有一定的复杂性。物联网技术主要起到收集和分析信息的作用。例如，采集内容包括变电设备的运行环境信息、运行情况和性能信息。通过对这些信息的分析和处理，使运行人员能够对这些信息进行分析和处理，从而对变电设备的运维周期进行动态调整，收集隐患信息等，并在此基础上建立变电设备运行风险评估体系。在传感器的支持下，运行人员可以对变电设备的运行情况进行有效的检测和评估，然后与标准数据进行比对，得到设备的运行状态评估结果，最终建立变电设备的生命周期档案。此外，变电管理人员还需要考虑，如何进行变电设备固定资产管理。要想取得实效，必须依靠大量的运行数据分析，根据数据分析确认设备的实际生命价值，实现全过程成本控制策略。
3 物联网技术在变电站设备运维中的高级应用
3.1 变电站智能运维技术现状分析
近年来我国电力行业，重点投资智能电网建设，变电站智能运维技术也是热门方向之一。在初期投入阶段，大量安装高清摄像头、在线监控装置、信号传感器、巡维机器人、无人机等硬件设备，而忽略大数据库建立和优化云计算，使得变电站智能运维只能停留在人与设备之间的简单交互。其实目前所谓的变电站智能运维只是实现运维人员对变电设备的自动化监测和远程控制等功能，距离真正的变电站“智能”运维还有很长的路。
3.2 物联网与人工智能在变电设备运维中的应用探索
物联网技术让我们看到了这条路的入口，物联网技术的高级应用在于能让任何区域内所有变电站设备进行信息交换，实现全国变电站大数据库的建立，为建立变电站运维专属云计算智能算法提供数据基础，能够实现基于变电站设备状态的描述性分析和诊断性分析，最终构建出变电站设备状态的预测性分析智能算法。预测性分析智能算法，其实就是第三代人工智能，在第三代人工智能技术未达到预期水平的前提下，本课题推荐采用描述性与诊断性算法，通过云计算完成设备与设备之间的信息交换，例如：感知设备得到变电站主变负荷大于预设值信息，通过物联网将数据进行云计算处理，将执行结果直接反馈给变电站测温机器人或在线测温仪执行动态测温动作。而当预测性分析智能算法趋于成熟时，变可通过云计算完成设备与设备之间的选择性信息交换，例如：感知设备得到变电站主变负荷大于预设值信息，通过物联网将数据进行云计算处理，将处理意见、不处理的预测性后果等多选择的执行项进行二次计算，实现自动判断最优项，根据最优项进行分析应答后再执行。通过设备与设备的自主信息交互可以最大程度解放人力资源，甚至可以让A装置自动维护B设备，C装置与A装置相互维护成为可能，彻底摒弃运维人员的参与，真正实现变电站智能运维。
积极引入各种新技术，并进一步发展和探索物联网技术，只有从根本上解决我国变电设备运维技术不成熟的问题，才能最终达到预期的智能管理目标。物联网技术是21世纪的重要高科技成果，它与智能电网建设相结合、相互促进，是一种跨时代意义的尝试。可以有效提高我国电网变电设备运维的信息化水平和自动化水平，并克服传统变电设备运维的一系列弊端改造设备的管理问题。在未来的发展中，物联网技术与变电设备运维相结合，将成为变电站智能运维的一个优越开端，也是推动我国电力产业结构转型发展的第一步。
结论
电力系统的建设给中国人民带来了更加便利的生活和更加现代化的体验。提高电力系统中变电设备的运维水平是保证供电稳定可靠的重要手段。借助物联网技术对变电站设备进行运维管理，是全面实现变电站智能运维的重要探索方向。
参考文献：
[1]余钟民,纪坤华.物联网技术在输变电设备管理中的应用研究[J].电力设备管理,2019(12):31-32.
[2]庞峰雷.物联网技术在输变电设备管理中的应用[J].通讯世界,2019,26(8):237-238.