電網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案

2021.12.24

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電網(wǎng)配變電設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體包括傳感器結(jié)點(diǎn)、固定匯聚結(jié)點(diǎn)和移動(dòng)匯聚結(jié)點(diǎn),其中,傳感器結(jié)點(diǎn)部署于配變電設(shè)備的安全部位,負(fù)責(zé)獲取并采樣電力設(shè)備的運(yùn)行狀況以及電力設(shè)備周圍環(huán)境的信息,并具有基本的運(yùn)算控制和數(shù)據(jù)處理能力。另外,為實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理和監(jiān)督巡查路線的功能,部署于巡查路線旁側(cè)的傳感器結(jié)點(diǎn)上加載了RFID標(biāo)簽。

電網(wǎng)監(jiān)測(cè)
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傳感器結(jié)點(diǎn)可通過(guò)配置多種不同的傳感模塊,獲知多種類型的狀態(tài)信息,針對(duì)配變電環(huán)節(jié)的電力設(shè)備監(jiān)測(cè),最基本的感知信息類型如下:

(1) 設(shè)備自身的溫度信息。設(shè)備的運(yùn)行溫度是表征設(shè)備是否正常的一個(gè)重要參數(shù),為保證設(shè)備的安全運(yùn)行,特別是避免過(guò)熱導(dǎo)致設(shè)備熱損老化,必須對(duì)相關(guān)線路和設(shè)備的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(2)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的濕度信息。潮濕條件可能導(dǎo)致凝露形成,引發(fā)設(shè)備放電漏電,因此必須對(duì)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的濕度情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

(3)設(shè)備的震動(dòng)信息。設(shè)備的缺陷故障或隱患通常可通過(guò)設(shè)備的異常震動(dòng)表現(xiàn)出來(lái),及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常震動(dòng)能夠確保設(shè)備健康、良好地運(yùn)行。

(4)設(shè)備的泄漏電流信息。變電站避雷器投入運(yùn)行后,隨著動(dòng)作次數(shù)的增加和工作時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致泄漏電流的增加,而這種劣化是離散的、不確定的,表征避雷器是否正常的主要參數(shù)是總泄漏電流阻性泄漏電流和泄漏電流的三次諧波分量,因此必須對(duì)泄漏電流進(jìn)行監(jiān)測(cè),并在其劣化到可能發(fā)生事故的程度之前進(jìn)行更換,以避免事故的發(fā)生。

移動(dòng)匯聚結(jié)點(diǎn)通過(guò)搭載智能機(jī)器人或由工作人員隨身攜帶,用于電力設(shè)備的日常維護(hù)和巡查。當(dāng)移動(dòng)匯聚結(jié)點(diǎn)在無(wú)線傳感網(wǎng)中移動(dòng)時(shí),將主動(dòng)掃描其通信范圍內(nèi)的傳感器結(jié)點(diǎn),獲取傳感器結(jié)點(diǎn)的感知數(shù)據(jù)。同時(shí),讀取傳感器結(jié)點(diǎn)上的RFID標(biāo)簽信息,將感知數(shù)據(jù)與RFID標(biāo)簽信息進(jìn)行本地存儲(chǔ)。在移動(dòng)匯聚結(jié)點(diǎn)對(duì)整個(gè)無(wú)線傳感網(wǎng)掃描和數(shù)據(jù)采集之后,通過(guò)預(yù)留接口將數(shù)據(jù)導(dǎo)入后臺(tái)大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)數(shù)據(jù)的收集以及對(duì)巡查路線的監(jiān)督功能。

固定匯聚結(jié)點(diǎn)部署于配變電站內(nèi),負(fù)責(zé)緊急突發(fā)情況(如電力設(shè)備起火等)或者特定需求情況下的變電站、配電站級(jí)傳感器網(wǎng)絡(luò)的全網(wǎng)信息匯聚,并通過(guò)核心網(wǎng)發(fā)送給遠(yuǎn)端的后臺(tái)管理系統(tǒng)。在緊急狀況下,可以利用無(wú)線傳感網(wǎng)的多跳自組織優(yōu)勢(shì),將全網(wǎng)數(shù)據(jù)以多跳路由方式向固定匯聚結(jié)點(diǎn)傳輸,從而迅速對(duì)每- -個(gè)電力設(shè)備的工作狀態(tài)信息取得全景式了解。固定sink結(jié)點(diǎn)具備較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和完善的通信能力,負(fù)責(zé)將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚、聚合、處理和判決,然后將數(shù)據(jù)通過(guò)核心網(wǎng)(無(wú)線寬帶網(wǎng)、ID網(wǎng)、WiFi或802.3無(wú)線局域網(wǎng)等)接入方式上傳至后臺(tái)管理系統(tǒng)。

在智能電網(wǎng)的建設(shè)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),體現(xiàn)了智能電網(wǎng)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化的特征,是智能電網(wǎng)發(fā)展的必然選擇。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能電網(wǎng)的相互融合以及廣泛應(yīng)用,能對(duì)通信基礎(chǔ)設(shè)施資源和電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施資源進(jìn)行有效整合,大幅提高電力系統(tǒng)的信息化水平、安全運(yùn)行水平以及可靠供電及優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平,降低線損,提高電能傳輸效率和使用效率。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能電網(wǎng)的進(jìn)一步滲透與融合,必將給未來(lái)電網(wǎng)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

總之,將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能電網(wǎng),將成為推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)手段,有助于解決智能電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)重要運(yùn)行參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)信息掌控。針對(duì)智能電網(wǎng)需要采集、感知和識(shí)別的海量終端信息,利用物聯(lián)網(wǎng)信息聚合技術(shù)可在數(shù)據(jù)傳輸的過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理。通過(guò)數(shù)據(jù)融合方法,可消除信息冗余,降低網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量,避免網(wǎng)絡(luò)擁塞,提供更精確、全面、易理解的信息。


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