初探基于物联网的输变电设备状态监测技术研究

　　 摘 要: 输变电环节是智能电网中的重要环节，当前中国电网公司已全面开展输变电设备状态监测的探索和实践。
　　关键词:物联网 输变电设备 监测技术
　　中图分类号:TM6文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)02(c)-0000-00
　　
　　現有的输变电设备在线监测系统，大多采用三层分布式应用方案，就地监测层、站端控制层、远方监控与数据采集管理层，一般采用RS485、CAN总线等通讯方式，将监测数据经电力通信网实时上传至监控中心。由于采用有线通信模式，须铺设通信介质（如光纤）作为通信信道，不仅布线复杂、施工时间长、安装成本高，且通信信道一旦遭人为或自然灾害破坏后，故障定位困难。远距离高压输电线路跨越范围的地理环境、气候条件较恶劣，缺乏人为有效监管，对输电线路及杆塔的覆冰、防外力破坏监测尤为重要，而且提高线路输电容量的动态扩容监测也成为研究热点。由于应用有线通信模式监测覆盖范围有限，且布线数据传输不现实。
　　1 项目研究内容相关的国家电网公司实际生产力水平和今后的发展方向
　　物联网技术是以无线传感网络技术、射频识别RFID技术等作为实物智能识别、监测手段，结合无线通信网络，为输变电设备状态监测提供了新的智能化手段。基于物联网的无线传感网技术可有效解决有线通信方式的弊端。基于物联网的RFID射频识别技术以射频通信数据通信并借助GPRS等无线远程传输，可实现对输变电设备的实时同步管理。
　　建设坚强智能电网已成为未来电网的发展方向和既定目标。输变电设备状态监测是智能电网建设的重要组成部分，是实现输变电设备状态运行检修管理、提升输变电专业生产运行管理精益化水平的重要技术手段。智能电网与物联网作为具有重要战略意义的高新技术和新兴产业，已引起世界各国的高度重视，我国政府不仅将物联网、智能电网上升为国家战略，并在产业政策、重大科技项目支持、示范工程建设等方面进行了全面部署。应用物联网技术，智能电网将会形成一个以电网为依托，覆盖城乡各用户及用电设备的庞大的物联网，成为“感知中国”的最重要基础设施之一。
　　
　　2 项目研究成果对该现状和技术发展的作用
　　物联网产业是一个新兴产业，具有广阔的发展前景，物联网技术作为智能电网的重要支撑技术，其发展必将推动电网智能化的长足发展。智能电网作为物联网技术最重要的应用领域，智能电网已成为拉动物联网产业，甚至整个信息通信产业发展的强大驱动力，并将有力影响和推动其他行业的物联网应用和部署进程，进而提高我国工业生产和公众生活等各个方面的信息化水平。
　　智能电网与物联网的相互渗透、深度融合和广泛应用，将能有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源，进一步实现节能减排，提升电网信息化、自动化、互动化水平，提高电网运行能力和服务质量。智能电网和物联网的发展，不仅能促进电力工业的结构转型和产业升级，更能够创造一大批原创的具有国际领先水平的科研成果。总之，物联网技术在输变电设备状态监测的应用具有广阔的应用前景，大力发展物联网技术在输变电设备状态监测的应用，对促进智能电网、物联网产业发展，拉动国民经济，具有十分重要的意义。
　　在智能电网中，信息感知与收集是基础环节，分布广泛。以射频识别及传感器网络等为代表的物联网技术将在电网建设、电网安全生产管理、运行维护、信息采集、安全监控等方面体现出巨大优势。智能电网的主要特征在于实现电力流、信息流、业务流高度一体化，其核心之一是信息的无损采集、流畅传输、有序应用，而这正是物联网的技术特点和优势。将物联网与智能电网相融合，具有重要的科学意义和工程价值。一方面，物联网技术有助于进一步有效整合电力系统和信息通信基础设施资源，使通信资源更好地服务于电力系统运行，让未来电网会“思考”提高输变电设备运行可靠性，改善输变电资产的利用效率。另一方面，智能电网建设将成为拉动物联网产业、推进信息通信产业发展的强大驱动力，并有力地影响和推动其他行业的物联网应用，提高我国工业生产和公众生活等各个方面的信息化水平。
　　
　　3 研究成果应用和推广的途径
　　伴随着智能电网的发展，融合各种先进的通信、信息、传感、控制技术，将物联网运用于电力行业中，正成为当前构建坚强智能电网的研究热点。因此将物联网技术应用于输变电设备状态监测中，建立智能化的输变电监测系统、故障预警系统，将输变电环节纳入整个智能电网的物联网体系，具有重要的研究价值和工程意义。
　　 本项目拟与相关电力高校开展产学研合作研究，研究成果以技术研究报告形式体现，并设计基于物联网的输变电设备状态监测系统方案。
　　
　　4 研究成果推广后的直接和间接效益
　　输变电设备状态监测是智能电网建设的重要组成部分，是实现输变电设备状态运行检修管理、提升输变电专业生产运行管理精益化水平的重要技术手段。智能电网与物联网作为具有重要战略意义的高新技术和新兴产业，已引起世界各国的高度重视，我国政府不仅将物联网、智能电网上升为国家战略，并在产业政策、重大科技项目支持、示范工程建设等方面进行了全面部署。应用物联网技术，智能电网将会形成一个以电网为依托，覆盖城乡各用户及用电设备的庞大的物联网，成为“感知中国”的最重要基础设施之一。
　　智能电网与物联网的相互渗透、深度融合和广泛应用，将能有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源，进一步实现节能减排，提升电网信息化、自动化、互动化水平，提高电网运行能力和服务质量。
　　
　　5 国内外研究水平的现状和发展趋势
　　物联网已成为许多国家发展的战略，2005年4月8日，在日内瓦举办的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟专门成立了“泛在网络社会（Ubiquitous Network Society国际专家工作组”，提供了一个在国际上讨论物联网的常设咨询机构。随着日韩基于物联网的“U社会”战略、欧洲“物联网行动计划”以及美国“智能电网”、“智慧地球”等计划纷纷出台，还有2009年温家宝总理在无锡考察时，提出了把无锡建成“感知中国”中心。各国都把物联网建设提升到国家战略来抓，通过大力加强本国物联网建设，来占领这个后IP时代制高点，从而推动和引领未来世界经济的发展。
　　将物联网与智能电网相融合，具有重要的科学意义和工程价值。一方面，物联网技术有助于进一步有效整合电力系统和信息通信基础设施资源，使通信资源更好地服务于电力系统运行，让未来电网会“思考”，提高输变电设备运行可靠性，改善输变电资产的利用效率。另一方面，智能电网建设将成为拉动物联网产业、推进信息通信产业发展的强大驱动力，并有力地影响和推动其他行业的物联网应用，提高我国工业生产和公众生活等各个方面的信息化水平。高压输变电设备是电网的重要构成元件，其自身可靠性是电网安全运行的基础保证。输变电设备状态监测是智能电网建设的重要组成部分，积极引入物联网技术，有助于提升设备监测诊断、运行管理的水平，推进智能电网建设。

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