淺談物聯技術下的變電站運維系統

更新時間：2023-06-21

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胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定

摘要：物聯網作為新一代信息技術的重要組成部分，其核心仍然是互聯網，但是在互聯網的基礎之上進行了拓展和驗收，實現了用戶與物品、物品與物品之間的信息交換和數據通信。近年來，智能電網在全國范圍內得到了推廣和普及，將物聯技術應用到中低壓變電站的智能運維系統中，不僅能夠改善電網系統的供電質量，而且對于實現電力基礎資源的整合、提升電力智能化水平起到了重要作用。

關鍵詞：物聯技術；中低壓變電站；智能運維系統

國內中低壓變電網絡具有電壓等級交錯、各級變電站數量不一以及分布零散等特點，給中低壓變電站的運維管理帶來了較大的困難。基于物聯技術的變電站智能運維系統，可以實現智能監控、數據采集、分析處理等多種功能，從而為電力單位開展電力設備工況檢測提供了必要的技術支持，并在此基礎上降低運維成本，保障電力網絡的平穩運行。文章首先對物聯網的特點和相關技術進行了簡單概述，隨后結合中低壓變電站的工作需要，對如何構建智能運維系統提出了幾點建議。

1、物聯網技術的概述

2017年4月份，國家發改委聯合國家能源局印發了《能源生產和消費革命戰略（2016-2030）》，其中明確提出了截至2020年，非化石能源結構比例達到15%以上。新能源的使用，會對現有電網的架構模式帶來較大的沖擊影響，因此推行更加靈活和更加智能的電網，成為電力行業發展的必然趨勢。而物聯技術的應用，無疑成為推進電力行業智能化發展的重要動力。

1.1、物聯網的基本特征

（1）可感知。根據物聯網的定義可知，物聯技術可以利用射頻識別、紅外感應和GPS 等信息傳感設備，對目標設備進行跟蹤和監測，并將采集到的數據信息進行集中處理，實現對目標設備的“透明"管理。因此，借助于物聯技術，管理人員可以感知物聯網覆蓋下的任何設備或物體的實時信息，為強化管理提供了必要的參考依據。

（2）可互聯。物聯網的核心基礎仍然是互聯網，將電力設備或其他物體接入到信息網絡后，就可以借助于網絡平臺實現不同終端設備的信息共享。這樣一來，作為整個系統的管理人員，就可以根據具體管理需要，隨時調用和查看物聯網中各個電氣設備的相關信息，實現動態化的控制。

（3）智能化。為用戶提供更加便捷和智能的服務，是現階段物聯技術發展的趨勢之一。物聯網可以借助于計算機實現對海量數據信息的分析和處理，一方面減輕了變電站工作人員的工作壓力，另一方面也可以利用專門的計算機軟件實現智能化決策。

1.2、物聯網的技術內涵

物聯技術是一個綜合性的概念，其中包含了傳感技術、信息技術、網絡技術等。按照技術內容的不同，可以將物聯網分為三個層次：其中頂端的為管理層，主要是利用監控技術、通信技術等，實現對智能電網的管理和控制；同時，管理層還能夠根據技術人員的控制，對下級發布區控制指令，實現電網系統的運維管理；中間為網絡層，主要是利用互聯網、云計算、云存儲，實現各類電氣設備的互聯互通，并在管理層和感知層之間起到連接作用；底部為感知層，包含了大量的傳感器、射頻器等，用來收集各類電氣設備的相關信息，并利用無線網絡或互聯網實現信息的傳遞。

2、中低壓變電站職能運維系統中物聯技術的應用

2.1、智能運維系統架構

智能運維系統可以實現變電站調度中心、變電站間和變電設備等系統的相互連接。基于物聯技術所實現的系統包括以下幾種：一種是調度自動化系統，該系統的主要功能是在變電站終端計算機的控制之下，完成對基層各監控平臺的數據采集和監測。利用這些基本信息，對變電站中個電氣設備的運行狀態有一個動態的了解，以便于及時采取相應的管理和維護措施。當電氣設備出現異常狀況后，還能夠自動發出警報，便于運維技術人員快速確定故障。另一種是傳感監測網絡。中低壓變電站智能運維系統中包含了大量的傳感器和數據節點，例如溫度傳感器、煙霧傳感器、電壓諧波和相位監測節點等。這些傳感器作為整個智能運維系統的前端裝置，借助于物聯技術實現信息的收集和傳遞，并且將數據進行初步的加工處理后上傳到主機。還有一種是安全警衛系統。基于物聯技術的變電站智能運維系統雖然具有操作簡便、快捷等諸多優點，但是也面臨著系統安全問題。近年來，許多投入使用的智能運維系統也暴露出數據丟失、系統無響應等問題，給中低壓變電站的正常運轉也造成了不利影響。基于物聯技術的安全警衛系統，融合了現階段較為先進的節點協同感知網絡，可以實現目標的自動識別、多個設備的協同感知，對于智能運維系統中的安全隱患能夠自動識別出來，從而保障了系統的安全。

2.2、傳感器設置和預警控制

根據工況下需要監測的設備和對象，需要大量多類型工業傳感器，如：壓力、加速度、角度、紅外、渦流、放電、漏電、特種氣體和噪聲等。從主要的變電一次設備和二次設備來看，可在站內靈活設置多傳感器，用來監測各變電設備的運行狀態，構成基于無線網絡、局域網絡和互連網絡的傳感網絡，各站之間利用電力專用局域網實現數據通信。

2.3、系統的主要功能

設備級智能融合監控：一次、二次變電設備和變電運行環境監測，如：主變套管、穿墻套管等接頭設備溫度，避雷器的泄漏總電流、諧波電流和阻眭電流，變電站水浸、漏水報警，優化動力環境控制方案。

運維級站內檢修維護行為的智能認證與監督：自動分析操作票，物物確認操作對象，自動圖像識別檢修過程；自動完成路徑引導和巡檢詳細采集、報表生成和填表引導。

3、安科瑞變電所運維云平臺及硬件的選型

3.1、云平臺簡介

隨著國家電網改革政策的逐步推進和落實，普通線下運維模式已無法滿足市場需求，迫切需要配套智能化線上運維管理和服務平臺，安科瑞變電所運維云平臺（AcrelCloud-1000）根據市場需求反饋，運用互聯網和大數據技術，為電力運維公司提供配套線上運維服務，該平臺作為連接運維單位和用電企業的紐帶，監視用戶配電系統的運行狀態和電量數據，為客戶提供更好的運維服務，平臺提供系統總覽、電力數據監測、電能質量分析、用電統計分析和日/月/年電能統計報表、異常預警、事故報警和事件記錄、運行環境監測、運維巡檢派單等功能，并支持多平臺、多終端數據訪問，

3.2、應用場所：

（一）電力運行維護企業；

（二）連鎖商業、門店；

（三）物業管理企業；

（四）集團企業；

（五）院校主管單位；

（六）智慧社區，

3.3、平臺結構