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电网智能监测系统方案

2021.12.24

基于物联网技术的智能电网配变电设备监测系统的网络架构。该系统的网络实体包括传感器结点、固定汇聚结点和移动汇聚结点,其中,传感器结点部署于配变电设备的安全部位,负责获取并采样电力设备的运行状况以及电力设备周围环境的信息,并具有基本的运算控制和数据处理能力。另外,为实现设备管理和监督巡查路线的功能,部署于巡查路线旁侧的传感器结点上加载了RFID标签。

电网监测
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传感器结点可通过配置多种不同的传感模块,获知多种类型的状态信息,针对配变电环节的电力设备监测,最基本的感知信息类型如下:

(1) 设备自身的温度信息。设备的运行温度是表征设备是否正常的一个重要参数,为保证设备的安全运行,特别是避免过热导致设备热损老化,必须对相关线路和设备的温度进行监测。

(2)设备运行环境的湿度信息。潮湿条件可能导致凝露形成,引发设备放电漏电,因此必须对设备运行环境的湿度情况进行监测。

(3)设备的震动信息。设备的缺陷故障或隐患通常可通过设备的异常震动表现出来,及时有效地发现设备的异常震动能够确保设备健康、良好地运行。

(4)设备的泄漏电流信息。变电站避雷器投入运行后,随着动作次数的增加和工作时间的延长会导致泄漏电流的增加,而这种劣化是离散的、不确定的,表征避雷器是否正常的主要参数是总泄漏电流阻性泄漏电流和泄漏电流的三次谐波分量,因此必须对泄漏电流进行监测,并在其劣化到可能发生事故的程度之前进行更换,以避免事故的发生。

移动汇聚结点通过搭载智能机器人或由工作人员随身携带,用于电力设备的日常维护和巡查。当移动汇聚结点在无线传感网中移动时,将主动扫描其通信范围内的传感器结点,获取传感器结点的感知数据。同时,读取传感器结点上的RFID标签信息,将感知数据与RFID标签信息进行本地存储。在移动汇聚结点对整个无线传感网扫描和数据采集之后,通过预留接口将数据导入后台大数据管理系统,从而实现全网数据的收集以及对巡查路线的监督功能。

固定汇聚结点部署于配变电站内,负责紧急突发情况(如电力设备起火等)或者特定需求情况下的变电站、配电站级传感器网络的全网信息汇聚,并通过核心网发送给远端的后台管理系统。在紧急状况下,可以利用无线传感网的多跳自组织优势,将全网数据以多跳路由方式向固定汇聚结点传输,从而迅速对每- -个电力设备的工作状态信息取得全景式了解。固定sink结点具备较强的数据处理能力和完善的通信能力,负责将收集到的数据进行汇聚、聚合、处理和判决,然后将数据通过核心网(无线宽带网、ID网、WiFi或802.3无线局域网等)接入方式上传至后台管理系统。

在智能电网的建设中应用物联网技术,体现了智能电网信息化、自动化、互动化的特征,是智能电网发展的必然选择。物联网技术和智能电网的相互融合以及广泛应用,能对通信基础设施资源和电力系统基础设施资源进行有效整合,大幅提高电力系统的信息化水平、安全运行水平以及可靠供电及优质服务水平,降低线损,提高电能传输效率和使用效率。随着物联网技术与智能电网的进一步渗透与融合,必将给未来电网带来更大的经济效益和社会效益。

总之,将物联网应用于智能电网,将成为推动智能电网发展的重要技术手段,有助于解决智能电网各个环节重要运行参数的在线监测和实时信息掌控。针对智能电网需要采集、感知和识别的海量终端信息,利用物联网信息聚合技术可在数据传输的过程中对数据进行计算处理。通过数据融合方法,可消除信息冗余,降低网络的数据传输量,避免网络拥塞,提供更精确、全面、易理解的信息。


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