论文部分内容阅读
[摘 要]输变电设备是电网中的重要组成部分，所以一定要保证输变电设备安全可靠的运行，将物联网技术应用到输变电设备的管理中可以有效的将输变电设备资源进行整合，实现电力资源的优化，提升输变电设备的在自动检测和诊断能力，推进我国智能电网的建设。针对我国输变电设备运行的现状，分析了物联网技术在输变电设备管理中的应用，具体讨论了电力设备的状态监测管理和运行周期管理，希望可以提高我国输变电设备的智能化管理能力。
[关键词]物联网 输变电设备 状态监测 智能管理
中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0252-01
电力系统中输变电的配送是在瞬间内同时完成的，所以需要较高的设备可靠性，为了保证我国电力系统能够安全可靠的运行，所以一定要加强输变电设备的管理。随着近几年我国电力系统的飞速发展，输变电设备的数量在逐渐的增加，更新换代比较频繁，这种情况导致电力企业的工作效率降低，所以需要应用物联网技术实现对输变电设备的智能管理，提高电力系统的运行能力。我国于2009年公布了智能电网计划，该计划主要是实现电力系统、信息系统和电网业务的一体化发展，实现电力信息的无损收集、有序传输，提高输变电水平。
一、有关电力技术的简介
我国电力系统的规模非常庞大，其中在66千伏以上的变电站就超过了一万座，线路总长度超过了50万千米，而物联网技术应用在输变电设备的管理中可以有效的提高电力设备自动监测功能，实现我国电力系统的可视化、智能化发展。
（一）物联网技术
物联网技术是一种全新的通信技术，将互联网和信息网络作为信息传输的一个渠道，通过红外感应器、激光扫描器等实现物理对象之间的信息交流，实现设备的智能监控和管理。物联网技术作为一种新兴技术，受到了我国各个部门的广泛关注，很多国家部门已经设置了物联网专项研究组。
（二）状态监测技术
输变电设备的状态监测技术是利用各种传感器对设备的运行状态进行信息采集和处理，对于输电设备的状态监测主要有：电力导线的温度监测、电压塔的倾斜监测、绝缘端子的污秽监测、线路的电流跳动监测、气象状态的监测等等。对于变电设备的状态监测主要有：变压器状态监测、电容状态监测、电缆状态监测等等，通常输变电设备可以监测出三种状态分别是正常状态、异常状态和故障状态。
二、国内外输变电设备的状态监测现状
在上世纪的六十年代美国就已经开展了发电设备的状态监测和检修，并且在八十年代把这种技术应用到了输变电设备中，该技术的应用使电力设备的检修效率提高了。我国在上世纪九十年代开展了输变电设备的状态监测研究，并且加速了该技术在电力系统中的推广，使我国电力系统的在线监测技术得到了发展。我国与2008年颁布了《输变电设备状态检修试验规程》，在之后的几年又随之发布了《电力设备在线监测通用技术》《技术规范》《数据规范》等等，建立起了多个输变电状态监测试点。我国与其它的国家相比在物联网技术的研究方面还是比较具有优势的，对输变电设备进行状态监测可以实现设备运行信息的共享，采用预防的方式避免输变电设备产生运行故障，减少故障维修的费用，提高设备的运行效率，降低运行成本。在设备还没有发生故障时就提前进行检修，避免出现输变电设备的停机运行现象，实现智能化监管。
三、物联网技术在输变电设备中体系结构的设计
（一）IOTTE物理结构
物理结构是指物联网沿着输变电设备的电力流转方向建立起对设备和通信系统、网络系统、监控系统而对集成结构。该结构可以将设备的狀态信息通过网络光纤传输到监测位置进行最初的处理。在信息传输时也可以采用无线传输的方法，因为每个智能红外传感器都具备无线路由的功能，随时保证信息实时传输。物理结构主要由信息采集模块、智能传感器、无线传输网络等等构成。
（二）IOTTE体系架构
物理网输变电设备的体系结构需要根据电力系统的业务需求来建立，建立时可以对不同的功能进行分层，每层都具备各自独立的性能，所以体系架构可以满足各个输变电设备的智能监测。体系架构中拥有专用的数据通信层，通信层可以对输变电设备的数据进行无缝接入，实现通信层信息的交汇。物联网的网络层面必须要以IP统一为基础，实现监控集成系统的扩展，体系架构中信息的汇集须要利用光纤组网来实现区域内所有变电站和输变电线路的信息传输，实现全部通信信息的交互。物联网的体系架构可以实现对输变电设备所有信息的存储、融合、处理功能，并根据各级电网中电力业务的不同，提供不同的业务处理平台，每个平台各自处理各自信息的流向。
IOTTE体系架构中有几项关键的技术，第一个是一体化的智能检测装置，该装置可以实现输变电设备的一体化管理和控制，并通过与主体分析PC的联系实现输变电设备信息的横向交互以及联动保护；第二个是编码和标识体系，该体系也是体系架构中的关键技术，通过对不同设备及信息流的编码，对设备进行区分，避免信息交互流的混乱，并且可以让射频技术有效的识别出标识信息；第三个是通信技术，物联网IOTTE体系架构的信息体系以传输可靠、感知全面、系统开放化为通信目标，所以通信技术中分别包括了射频技术、蓝牙技术、无线技术、GPRS技术等等。
四、物联网技术在输变电设备管理中的应用
（一）在输电设备管理中的应用
把应用了物联网技术的传感器应用到杆塔、电缆线等等一些输电设备中，可以实现对这类输电设备的实时监测，并对该类设备的输电状态进行采集，并通过通信网络传输到数据中心，数据中心对传感器传出的数据进行综合分析，确保设备运转的正常，目前，物联网在输电设备中的应用难点是设备的供电问题，因为供电的效果不是特别令人满意，所以需要进行改进，实现供电综合能力的提升。
（二）在变电设备管理中的应用
在电力设备的智能改造中，物联网技术对变电设备的技术支持可以使变电设备满足所有的智能需求，物联网技术的感知层与变电设备的过程层相对应，而应用层与变电站的控制层向对应，这样物联网技术就可以借助遥感技术实现对变电设备的控制和管理，实现一些重要步骤的操作，以及重要信息的采集。
物联网技术在输变电设备的管理应用中已经取得了一定的优势，并形成了规模，但是还需要在几个方面进行强化研究，例如：智能监测模型和全息化状态模型的研究；多功能一体化的智能监测装置研究；对物联网技术统一通信接口的研究；对电力设备专用光纤传感器的开发研究；建立综合信息的可视化平台；实现物联网数据信息的云管理等等。
结束语
我国现在的输变电设备正向着智能化的方向发展，应用物联网技术对输变电设备进行管理可以有效的提高电力系统的智能化发展，物联网对输变电设备的管理需要建立完善的体系架构，通过对物联网体系架构的分析和研究，可以对输变电设备智能化的发展方向进行确定，保证电力设备与信息技术的综合发展，扩大了物联网技术的应用空间，促进电力企业的发展。
参考文献
[1]王春新，杨洪，王焕娟，张君艳. 物联网技术在输变电设备管理中的应用[J]. 电力系统通信，2011，05：116-122.
[2]何杰. 输变电设备物联网关键技术研究[D].湖南大学，2013.
[3]曹一家，何杰，黄小庆，张志丹. 物联网技术在输变电设备状态监测中的应用[J]. 电力科学与技术学报，2012，03：16-27.
[4]戴文，阮羚，丁坚勇，熊王斌，冯天佑. 物联网技术在智能电网输变电设备在线监测中的应用[J]. 湖北电力，2013，03：8-10.
[5]王琼. 基于物联网的电力设备信息管理研究与实现[D].华北电力大学，2013.
[关键词]物联网 输变电设备 状态监测 智能管理
中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0252-01
电力系统中输变电的配送是在瞬间内同时完成的，所以需要较高的设备可靠性，为了保证我国电力系统能够安全可靠的运行，所以一定要加强输变电设备的管理。随着近几年我国电力系统的飞速发展，输变电设备的数量在逐渐的增加，更新换代比较频繁，这种情况导致电力企业的工作效率降低，所以需要应用物联网技术实现对输变电设备的智能管理，提高电力系统的运行能力。我国于2009年公布了智能电网计划，该计划主要是实现电力系统、信息系统和电网业务的一体化发展，实现电力信息的无损收集、有序传输，提高输变电水平。
一、有关电力技术的简介
我国电力系统的规模非常庞大，其中在66千伏以上的变电站就超过了一万座，线路总长度超过了50万千米，而物联网技术应用在输变电设备的管理中可以有效的提高电力设备自动监测功能，实现我国电力系统的可视化、智能化发展。
（一）物联网技术
物联网技术是一种全新的通信技术，将互联网和信息网络作为信息传输的一个渠道，通过红外感应器、激光扫描器等实现物理对象之间的信息交流，实现设备的智能监控和管理。物联网技术作为一种新兴技术，受到了我国各个部门的广泛关注，很多国家部门已经设置了物联网专项研究组。
（二）状态监测技术
输变电设备的状态监测技术是利用各种传感器对设备的运行状态进行信息采集和处理，对于输电设备的状态监测主要有：电力导线的温度监测、电压塔的倾斜监测、绝缘端子的污秽监测、线路的电流跳动监测、气象状态的监测等等。对于变电设备的状态监测主要有：变压器状态监测、电容状态监测、电缆状态监测等等，通常输变电设备可以监测出三种状态分别是正常状态、异常状态和故障状态。
二、国内外输变电设备的状态监测现状
在上世纪的六十年代美国就已经开展了发电设备的状态监测和检修，并且在八十年代把这种技术应用到了输变电设备中，该技术的应用使电力设备的检修效率提高了。我国在上世纪九十年代开展了输变电设备的状态监测研究，并且加速了该技术在电力系统中的推广，使我国电力系统的在线监测技术得到了发展。我国与2008年颁布了《输变电设备状态检修试验规程》，在之后的几年又随之发布了《电力设备在线监测通用技术》《技术规范》《数据规范》等等，建立起了多个输变电状态监测试点。我国与其它的国家相比在物联网技术的研究方面还是比较具有优势的，对输变电设备进行状态监测可以实现设备运行信息的共享，采用预防的方式避免输变电设备产生运行故障，减少故障维修的费用，提高设备的运行效率，降低运行成本。在设备还没有发生故障时就提前进行检修，避免出现输变电设备的停机运行现象，实现智能化监管。
三、物联网技术在输变电设备中体系结构的设计
（一）IOTTE物理结构
物理结构是指物联网沿着输变电设备的电力流转方向建立起对设备和通信系统、网络系统、监控系统而对集成结构。该结构可以将设备的狀态信息通过网络光纤传输到监测位置进行最初的处理。在信息传输时也可以采用无线传输的方法，因为每个智能红外传感器都具备无线路由的功能，随时保证信息实时传输。物理结构主要由信息采集模块、智能传感器、无线传输网络等等构成。
（二）IOTTE体系架构
物理网输变电设备的体系结构需要根据电力系统的业务需求来建立，建立时可以对不同的功能进行分层，每层都具备各自独立的性能，所以体系架构可以满足各个输变电设备的智能监测。体系架构中拥有专用的数据通信层，通信层可以对输变电设备的数据进行无缝接入，实现通信层信息的交汇。物联网的网络层面必须要以IP统一为基础，实现监控集成系统的扩展，体系架构中信息的汇集须要利用光纤组网来实现区域内所有变电站和输变电线路的信息传输，实现全部通信信息的交互。物联网的体系架构可以实现对输变电设备所有信息的存储、融合、处理功能，并根据各级电网中电力业务的不同，提供不同的业务处理平台，每个平台各自处理各自信息的流向。
IOTTE体系架构中有几项关键的技术，第一个是一体化的智能检测装置，该装置可以实现输变电设备的一体化管理和控制，并通过与主体分析PC的联系实现输变电设备信息的横向交互以及联动保护；第二个是编码和标识体系，该体系也是体系架构中的关键技术，通过对不同设备及信息流的编码，对设备进行区分，避免信息交互流的混乱，并且可以让射频技术有效的识别出标识信息；第三个是通信技术，物联网IOTTE体系架构的信息体系以传输可靠、感知全面、系统开放化为通信目标，所以通信技术中分别包括了射频技术、蓝牙技术、无线技术、GPRS技术等等。
四、物联网技术在输变电设备管理中的应用
（一）在输电设备管理中的应用
把应用了物联网技术的传感器应用到杆塔、电缆线等等一些输电设备中，可以实现对这类输电设备的实时监测，并对该类设备的输电状态进行采集，并通过通信网络传输到数据中心，数据中心对传感器传出的数据进行综合分析，确保设备运转的正常，目前，物联网在输电设备中的应用难点是设备的供电问题，因为供电的效果不是特别令人满意，所以需要进行改进，实现供电综合能力的提升。
（二）在变电设备管理中的应用
在电力设备的智能改造中，物联网技术对变电设备的技术支持可以使变电设备满足所有的智能需求，物联网技术的感知层与变电设备的过程层相对应，而应用层与变电站的控制层向对应，这样物联网技术就可以借助遥感技术实现对变电设备的控制和管理，实现一些重要步骤的操作，以及重要信息的采集。
物联网技术在输变电设备的管理应用中已经取得了一定的优势，并形成了规模，但是还需要在几个方面进行强化研究，例如：智能监测模型和全息化状态模型的研究；多功能一体化的智能监测装置研究；对物联网技术统一通信接口的研究；对电力设备专用光纤传感器的开发研究；建立综合信息的可视化平台；实现物联网数据信息的云管理等等。
结束语
我国现在的输变电设备正向着智能化的方向发展，应用物联网技术对输变电设备进行管理可以有效的提高电力系统的智能化发展，物联网对输变电设备的管理需要建立完善的体系架构，通过对物联网体系架构的分析和研究，可以对输变电设备智能化的发展方向进行确定，保证电力设备与信息技术的综合发展，扩大了物联网技术的应用空间，促进电力企业的发展。
参考文献
[1]王春新，杨洪，王焕娟，张君艳. 物联网技术在输变电设备管理中的应用[J]. 电力系统通信，2011，05：116-122.
[2]何杰. 输变电设备物联网关键技术研究[D].湖南大学，2013.
[3]曹一家，何杰，黄小庆，张志丹. 物联网技术在输变电设备状态监测中的应用[J]. 电力科学与技术学报，2012，03：16-27.
[4]戴文，阮羚，丁坚勇，熊王斌，冯天佑. 物联网技术在智能电网输变电设备在线监测中的应用[J]. 湖北电力，2013，03：8-10.
[5]王琼. 基于物联网的电力设备信息管理研究与实现[D].华北电力大学，2013.