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摘要:随着科学技术的快速发展,电力系统中也不断出现高新技术和设备,在使用无处不在的电力物联网的过程中,有助于降低企业的投资成本,形成高质量的能源系统,便于信息收集,使电力企业跟上时代潮流。本文基于输配电设备电力物联网建设思路与发展趋势展开论述。
关键词:输配电设备;电力物联网;建设思路;发展趋势
引言
输配设备利用先进的设备全方位地了解整个电网的实际运行情况,从而有效地整理故障数据,便于技术人员的维修和分析,有助于提高电网运行系统的质量和效率,减少电网运行时故障的发生率。
1输电线路物联网建设思路
在空中,利用雷达遥感卫星监测输电线路的山火、通道异物以及杆塔;在地面,将导线温度监测装置、分布式故障定位装置等作为边缘计算设备,借助于LoRa等微功率无线通信方式收集数据信号,进而通过边缘计算设备回传海量小数据,以有效解决山区输电信号弱的问题。输电线路物联网的高级应用包括故障/缺陷事前预警模块、事中快速处理和事后准确评估模块。其中,事前预警模块能够及时发现传输通道内的违章建筑、各种异物以及超高树木等,并发出预警信号,为故障排除赢取大量时间。极端工况沙盘推演功能可以对线路的实时运行工况进行推演,以确定输电线路的薄弱环节,然后通过加固举措,提高输电线路的故障风险防御能力。
2电力物联网优点
(1)可靠、经济:数据中心就地利用变电站的电力资源以及储能站提供的后备电源,提高运行的可靠性和经济性。(2)提高电能利用率:基于物联网和大数据分析技术,采集储能站、变电站用电数据,预测区域用电趋势,在储能站和变电站之间开展电能峰谷调节,提高电能利用率。(3)提高土地资源利用效率:随着电力物联网的推进以及全国禁燃油车计划逐步实施,未来在数据存储与计算、电动汽车充电方面的需求激增会导致城市土地资源征用紧张。“三站合一”充分挖掘变电站现有土地资源价值,以有效解决电力物联网“雾”节点和电动汽车充换电等场地问题。(4)构建能源流枢纽:通过变电、储能、光伏、充换电站等的物理及逻辑融合[4],将传统变电节点构建为具备源、网、荷、储等特征的能量双向有序流动的能源枢纽,协调全网统一潮流流向,执行潮流红绿灯控制,实现发电与用户之间供需动态平衡,支撑区域电网安全运行。(5)构建信息流枢纽:通过分布式绿色数据中心的建设,为电力物联网云雾协同、雾雾协同提供基础设施[5],实现发、变、配、用全网信息互联。利用物联网、可视化技术,通过APN、无线专网等安全通道逐步接入各种物联感知设备,将数据存储到“多站合一”数据站,并经本地处理后上传至省公司级云数据中心,以便国网总部统一监控管理。(6)构建业务流枢纽:通过多能流互联、大数据共享、区块链应用,开展区域能源站冷热电捆绑运营、充换电运营、售电交易、物联网带宽租赁、站内用能管控等业务,实现营、调、配、用贯通,构建综合能源一体化运营模式。
3变电站物联网建设
变电站中的物联网建设通常受力、热、电等多种能量场的影响运行,发生重大事故时,很难准确分析发生的故障机制,也不能准确掌握故障判断的依据。另外,变电站中的空间分布合理计划后,为了避免分散情况,多个设备可以在同一个空间内执行相同的任务,但这也可能导致产生不稳定电磁环境的弊端。因为声音和局等各种设施同时启动的话,信号会在公司周围发射,期间相互结合,产生位置上的缺陷,长时间启动的话,位置上可能会出现不准确的现象。因此,在这种情况下,可以使用多种方法同步测量以确定位置点。设备种类多,特性化参数和衰退产量不同,因此相关人员可以近距离调查设施周边。
在安全监管过程中,相应的工作人员可以使用工作站域集成识别阵列,根据扫描的数据部署建设区域,利用多媒体设备监督工作人员的操作,有效地防止工作人员违规操作带来的一系列负面影响,确保工作人员的安全。
4配电物联网建设思路
配电设备是整个电力系统中的关键设备,一旦配电设备发生故障,将发生区域性停电事件,据调查数据表明,有96%以上的停电事件是由配电设备故障引起的。因此,在构建配电物联网时,应全面考虑配电网络的复杂性与多变性。尤其在选择边缘计算设备与电力设备的云后台通信方式时,应当符合地域性特点,在城市区域应当选择无线网络、光纤网络、5G网络,在偏远山区可以选择电力系统的专业NB-IoT通信方式。配电物联网的高级应用包括故障预警、故障处理以及用户服务三大模块。故障预警模块能够准确定位配电设备的故障位置,并及时发出故障预警信号。故障处理模块能够自动辨识停电台区的数据信息,并辅助故障指示装置定位故障位置。而用户服务模块能够结合不同时段的线损变化,精准识别出漏电与窃电等异常工况,并对用户的电力能源质量进行跟踪监测,以确保用户能够正常使用电力能源。
5打造安全且经济的电网
结合采集的数据和机器学习方法,对功率预测系统和实时监测系统进行研发,并将以核电机组和火力为重要基础调度系统建立起来。实施采集时设备的状态诊断技术和电力设备数据相互结合,设备实际运行的状态可以被有效感知,还可以在此基础上积极制定检修对策,提升设备运行的可靠性。通过和泛结合,可以有效建立智能配电管理系统,并使现场中作业的各个环节的线上化得以有效实现,另外人员的冗余还可以通过电子工作票和电子身份进行有效减少,让国网的内部工作效率得到显著提升。在电力物联网中,泛主要是通过荷和网以及源还有人等各个方面的参与的一种互动型网络,能源的多目标化必须得以有效实现,同时在此基础上还需让供应需求得到有效满足。另外价格和成本以及效率等方面问题还需要考虑清楚。在物联网中通过泛对数据所产生的感知,可以对其处于物联网各个节点的相互联系和特征进行有效分析,同时资源优化的问题可以使用优化模型进行有效解决,以有效满足业务和用户的多样化需求。不但要保证运行规划安全,同时此情况下和客户之间的交流与沟通也产生了十分大的变化。在电力互联网中泛为电网搭建了能源服务平台,在企业内部,其办事效率得以显著提升,还有效实现了线上管理和线上登记以及自动检查等。另外,在配送方面,其信息的实施记录得以有效实现,并在此基础上有效提高安全性和透明度。传统的商业模式在此背景下得到了有效改变,同时还相应的出台了很多新型的政策,将服务的范围扩大很多。在此基础上给工业区和能源企业以及个人用户等提供了线上大数据管理和金融服务以及供电服务等,同时还将包含电网和政府以及用户的新型能源生态体系侯建起来。
结束语
智能电网的核心是通信基础设施、现有电力系统集成监控、通信和控制软件、监控、通信和智能仪表硬件IOT等传感器设备。也就是说,智能网格是包含本地网络支持的传感器、RFID(RFID)和远程监视和控制设备的现有网格。物联网是一种传感器,RFID技术与互联网的巧妙结合,智能电网实际上是物联网技术在电网中的应用。、
参考文献:
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