電網(wǎng)智能監(jiān)測系統(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)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實體包括傳感器結(jié)點、固定匯聚結(jié)點和移動匯聚結(jié)點,其中,傳感器結(jié)點部署于配變電設(shè)備的安全部位,負責(zé)獲取并采樣電力設(shè)備的運行狀況以及電力設(shè)備周圍環(huán)境的信息,并具有基本的運算控制和數(shù)據(jù)處理能力。另外,為實現(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)點上加載了RFID標簽。

電網(wǎng)監(jiān)測
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傳感器結(jié)點可通過配置多種不同的傳感模塊,獲知多種類型的狀態(tài)信息,針對配變電環(huán)節(jié)的電力設(shè)備監(jiān)測,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)備的運行溫度是表征設(shè)備是否正常的一個重要參數(shù),為保證設(shè)備的安全運行,特別是避免過熱導(dǎo)致設(shè)備熱損老化,必須對相關(guān)線路和設(shè)備的溫度進行監(jiān)測。

(2)設(shè)備運行環(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,因此必須對設(shè)備運行環(huán)境的濕度情況進行監(jiān)測。

(3)設(shè)備的震動信息。設(shè)備的缺陷故障或隱患通常可通過設(shè)備的異常震動表現(xiàn)出來,及時有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常震動能夠確保設(shè)備健康、良好地運行。

(4)設(shè)備的泄漏電流信息。變電站避雷器投入運行后,隨著動作次數(shù)的增加和工作時間的延長會導(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,因此必須對泄漏電流進行監(jiān)測,并在其劣化到可能發(fā)生事故的程度之前進行更換,以避免事故的發(fā)生。

移動匯聚結(jié)點通過搭載智能機器人或由工作人員隨身攜帶,用于電力設(shè)備的日常維護和巡查。當(dāng)移動匯聚結(jié)點在無線傳感網(wǎng)中移動時,將主動掃描其通信范圍內(nèi)的傳感器結(jié)點,獲取傳感器結(jié)點的感知數(shù)據(jù)。同時,讀取傳感器結(jié)點上的RFID標簽信息,將感知數(shù)據(jù)與RFID標簽信息進行本地存儲。在移動匯聚結(jié)點對整個無線傳感網(wǎng)掃描和數(shù)據(jù)采集之后,通過預(yù)留接口將數(shù)據(jù)導(dǎo)入后臺大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),從而實現(xiàn)全網(wǎng)數(shù)據(jù)的收集以及對巡查路線的監(jiān)督功能。

固定匯聚結(jié)點部署于配變電站內(nèi),負責(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、配電站級傳感器網(wǎng)絡(luò)的全網(wǎng)信息匯聚,并通過核心網(wǎng)發(fā)送給遠端的后臺管理系統(tǒng)。在緊急狀況下,可以利用無線傳感網(wǎng)的多跳自組織優(yōu)勢,將全網(wǎng)數(shù)據(jù)以多跳路由方式向固定匯聚結(jié)點傳輸,從而迅速對每- -個電力設(shè)備的工作狀態(tài)信息取得全景式了解。固定sink結(jié)點具備較強的數(shù)據(jù)處理能力和完善的通信能力,負責(zé)將收集到的數(shù)據(jù)進行匯聚、聚合、處理和判決,然后將數(shù)據(jù)通過核心網(wǎng)(無線寬帶網(wǎng)、ID網(wǎng)、WiFi或802.3無線局域網(wǎng)等)接入方式上傳至后臺管理系統(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、自動化、互動化的特征,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)施資源進行有效整合,大幅提高電力系統(tǒng)的信息化水平、安全運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)的進一步滲透與融合,必將給未來電網(wǎng)帶來更大的經(jīng)濟效益和社會效益。

總之,將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能電網(wǎng),將成為推動智能電網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)手段,有助于解決智能電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)重要運行參數(shù)的在線監(jiān)測和實時信息掌控。針對智能電網(wǎng)需要采集、感知和識別的海量終端信息,利用物聯(lián)網(wǎng)信息聚合技術(shù)可在數(shù)據(jù)傳輸的過程中對數(shù)據(jù)進行計算處理。通過數(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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