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智能變電站中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

文檔作者：余曉竹文檔來(lái)源：山西省長(zhǎng)治市容海智成電力勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司		更新日期： 2026年05月10日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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.11 8 ? | 工程技術(shù)與應(yīng)用 | Engineering Technology and Application 1201第 20 MB
智能變電站中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用
余曉竹
（山西省長(zhǎng)治市容海智成電力勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，山西長(zhǎng)治046011）
摘要：文章立足于智能電網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際背景，分析了智能電網(wǎng)的功能性需求，聚焦在智能電網(wǎng)中扮演核心角色的智能
變電站生產(chǎn)現(xiàn)狀，探尋物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能變電站監(jiān)測(cè)與輔助控制系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，旨在為優(yōu)化我國(guó)現(xiàn)代化智能變電站
建設(shè)提供參考。
關(guān)鍵詞：智能變電站；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：物聯(lián)網(wǎng)：應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào)：TM63; TP391.44; TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-2789 （2019） 20-0118-02
物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)高度發(fā)展的進(jìn)程中形成
的產(chǎn)物，其實(shí)質(zhì)上是一種“物與物之間相互聯(lián)系的互聯(lián)
網(wǎng)”，其中的“物”指的是智能化的機(jī)器設(shè)備。這些機(jī)
器可以接收與識(shí)別一些射頻信號(hào)，分析其代表的數(shù)據(jù)信
息，并依照約定協(xié)議實(shí)現(xiàn)物品與互聯(lián)網(wǎng)的相互連接，從
而實(shí)現(xiàn)智能化的控制與處理。當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為全
世界矚目的一項(xiàng)前沿技術(shù)，得到了各國(guó)的廣泛關(guān)注與積
極探索，尤其是在我國(guó)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的戰(zhàn)略背景下，物
聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各行業(yè)的滲透程度不斷加深。
近年來(lái)，我國(guó)對(duì)可再生能源的重視程度不斷提高，
尤其是對(duì)電力能源這一事關(guān)國(guó)計(jì)民生的重要資源更是給
予了很多關(guān)注，智能電網(wǎng)的概念也得到了提出與探索，
各項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)也持續(xù)衍生，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)
中的應(yīng)用也得到了極快的發(fā)展。這標(biāo)志著電力系統(tǒng)現(xiàn)代
化進(jìn)程進(jìn)入了新階段，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于各類(lèi)設(shè)備的高效利
用，并切實(shí)提高電力系統(tǒng)的生產(chǎn)與管理水平。在智能電
網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)在智能變電站中的有效應(yīng)用始
終占據(jù)著中心地位。
1 智能電網(wǎng)的功能需求
物聯(lián)網(wǎng)在智能變電站中的應(yīng)用，旨在提高電力系統(tǒng)
生成環(huán)節(jié)的信息化水平，以適應(yīng)新時(shí)期規(guī)模化電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)
的實(shí)際需求。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)是新時(shí)代工業(yè)
信息化的重要標(biāo)志，也是對(duì)傳統(tǒng)模式的創(chuàng)新升級(jí)，雖然
當(dāng)前尚未形成明確的規(guī)范定義，但是它卻代表著電力系
統(tǒng)發(fā)展的大勢(shì)所趨，尤其是其中所強(qiáng)調(diào)的“堅(jiān)強(qiáng)”“智能”
更是未來(lái)電力系統(tǒng)的基本內(nèi)涵?！皥?jiān)強(qiáng)”聚焦于電力系
統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，以強(qiáng)大的防御體系為基礎(chǔ)，“智能”
借助于現(xiàn)代化的通信技術(shù)平臺(tái)及大數(shù)據(jù)智能決策控制技
術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于各類(lèi)型電壓等級(jí)電力系統(tǒng)的有效覆蓋。
在智能電網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮著舉足
輕重的作用，其主要是通過(guò)部署一些精密性的感知設(shè)備，
這些設(shè)備的能力貫穿感知、計(jì)算到執(zhí)行的全過(guò)程，可以
實(shí)現(xiàn)對(duì)于電力生產(chǎn)到輸送及消費(fèi)的全覆蓋。由于電力物
聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要采用標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的通信網(wǎng)絡(luò)，因此在信息
傳遞及處理的過(guò)程中具有較高的安全性與可靠性，且體
現(xiàn)出了高度的集成化特征。
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能變電站中的應(yīng)用前景
智能電網(wǎng)的發(fā)展需要依托于智能變電站的優(yōu)化升
作者簡(jiǎn)介：余曉竹（1973—）,女，工程師，研究方向：電力
索統(tǒng)及自動(dòng)化。
級(jí)，其具有集約化、自動(dòng)化、信息化的現(xiàn)代化特點(diǎn)，其
設(shè)備構(gòu)成體現(xiàn)了極高的先進(jìn)性，借助于高速的信息平臺(tái)
可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)信息的有效采集與處理，并能依照智能
電網(wǎng)的實(shí)際狀況提供自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、協(xié)調(diào)互動(dòng)等
多樣化功能。
近年來(lái)，智能變電站建設(shè)在我國(guó)得到了更高的關(guān)注，
但是從實(shí)際情況來(lái)看，其發(fā)展仍然具有一定的局限性，建
設(shè)領(lǐng)域普遍集中于智能開(kāi)關(guān)、設(shè)備檢測(cè)、后臺(tái)應(yīng)用等方面，
尚未實(shí)現(xiàn)對(duì)于變電站輔助系統(tǒng)的深入探究。當(dāng)前多數(shù)變電
站所配置的圖像監(jiān)視系統(tǒng)及各類(lèi)輔助生產(chǎn)系統(tǒng)仍然呈現(xiàn)
出明顯的割裂化特征，缺乏能實(shí)現(xiàn)智能對(duì)話的裝置，仍然
需要借助于人工操作來(lái)處理各類(lèi)信息，使得智能化的目標(biāo)
不能得到有效落實(shí)，阻礙了生產(chǎn)效率的提高。
隨著智能電網(wǎng)功能型需求的擴(kuò)大，各類(lèi)智能化技術(shù)
的深入發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能變電站中的有效應(yīng)用也
得到了更多的關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)智能化、集約化管理的目
的，以提高智能變電站的管理效率，亟待搭建一個(gè)公共
性的監(jiān)測(cè)輔助控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于各類(lèi)輔助系統(tǒng)功能的
有效融合，從而優(yōu)化設(shè)備及信息的管理流程；也需要對(duì)
系統(tǒng)信息的傳輸方式及通信規(guī)劃進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定，避免
出現(xiàn)沖突、不兼容的消極狀況。這樣的平臺(tái)建設(shè)有利于
實(shí)現(xiàn)高效的遠(yuǎn)程管理，幫助管理人員實(shí)時(shí)掌握變電站的
全面信息。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為新時(shí)期的一種前沿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)
物理系統(tǒng)及人類(lèi)社會(huì)的有機(jī)整合，便利了對(duì)設(shè)備的管控
并提高了其覆蓋率與精度。在智能變電站的建設(shè)過(guò)程中，
借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建起一套傳感網(wǎng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，
從而實(shí)現(xiàn)對(duì)影響變電站運(yùn)行的各類(lèi)因素的全方位智能檢
測(cè)。在監(jiān)測(cè)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善智能監(jiān)測(cè)與輔助
控制系統(tǒng)的建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)操作、維護(hù)保養(yǎng)、人
員巡檢等正確行為的智能驗(yàn)證，重點(diǎn)達(dá)到如下目標(biāo)。
其一，智能監(jiān)測(cè)。如上所述，智能監(jiān)測(cè)即指對(duì)于可
能對(duì)變電站日常運(yùn)轉(zhuǎn)造成影響的因素進(jìn)行全時(shí)段的有效
檢測(cè)，從而對(duì)變電站的基本狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，有效提高變
電站運(yùn)行的穩(wěn)定程度。這避免了大量人力成本在重復(fù)性
工作中的投入，且提升了監(jiān)測(cè)工作的覆蓋面與工作效率。
其二，智能判斷。智能判斷旨在將遠(yuǎn)方人員從普通
工作中解放出來(lái)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)生成的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，實(shí)
現(xiàn)對(duì)于變電站運(yùn)行狀態(tài)的有效把握，并自動(dòng)判斷其是否
存在異常狀況，在此基礎(chǔ)上快速生成解決方案。
其三，智能管理。智能管理是自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于智能判
斷結(jié)果的執(zhí)行，將因異常情況出現(xiàn)對(duì)于變電站運(yùn)行產(chǎn)生
的干擾消除，并及時(shí)形成完整的情況分析，將其自動(dòng)傳
(2019 期Engineering Technology and Application | 工程技術(shù)與應(yīng)用 | ?119,
送至遠(yuǎn)方集成控制中心；同時(shí)，遠(yuǎn)方集成控制中心的各
項(xiàng)命令也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)落實(shí)執(zhí)行。
其四，智能驗(yàn)證。智能驗(yàn)證聚焦于對(duì)站內(nèi)各項(xiàng)操作
的正確性驗(yàn)證，旨在從源頭上保障操作的規(guī)范性，減少
因操作失誤造成的安全隱患。
3 智能變電站中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的方案設(shè)計(jì)
3.1主機(jī)系統(tǒng)
主機(jī)系統(tǒng)是智能變電站的中樞部分，其主要功能是
接收來(lái)自于監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，并依照這些信息
把握變電站的基本狀態(tài)，自動(dòng)判斷出各類(lèi)異常狀況并執(zhí)
行相應(yīng)的方案，保證各輔助系統(tǒng)之間的有機(jī)協(xié)調(diào)。
3.2傳感網(wǎng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)
傳感網(wǎng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)主要由傳感器節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)構(gòu)
成，其中前者主要涵蓋溫濕度傳感節(jié)點(diǎn)、煙霧傳感節(jié)點(diǎn)、
水浸傳感節(jié)點(diǎn)等設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同狀態(tài)的有效監(jiān)控。
而匯聚節(jié)點(diǎn)的作用則是將經(jīng)由上述各個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)形成的
數(shù)據(jù)傳送進(jìn)入主機(jī)系統(tǒng)。綜合來(lái)看，傳感網(wǎng)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)主
要采用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)與有線傳感網(wǎng)絡(luò)兩種形式。如果選
擇利用電池對(duì)傳感網(wǎng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行供電，那么傳感器的
工作電流及電池容量大小對(duì)于其使用壽命具有決定性的
作用，這其中傳感器的工作電流又因其組成材料、工作
機(jī)理、特征頻率等的不同而存在差異，在應(yīng)用中需要依
照智能變電站的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化選擇。
3.3圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)子系統(tǒng)
圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)系統(tǒng)的設(shè)置旨在提高智能變電
站系統(tǒng)的安全性，可以實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)識(shí)別、多點(diǎn)
融合及協(xié)同認(rèn)知。如果外部存在針對(duì)于智能變電站的入
侵行為并達(dá)到報(bào)警登記時(shí)，該系統(tǒng)立刻可以自動(dòng)調(diào)動(dòng)攝
像機(jī)對(duì)于侵入主體進(jìn)行凝視，且其形成的圖像會(huì)自動(dòng)出
現(xiàn)在監(jiān)視器的最頂端，以便于監(jiān)控人員及時(shí)了解報(bào)警狀
態(tài)；同時(shí)，主機(jī)系統(tǒng)也可以自動(dòng)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，對(duì)于入
侵主體形成震懾效應(yīng)，監(jiān)控人員也可以通過(guò)手動(dòng)操作麥
克風(fēng)向入侵主體喊話，以提高智能變電站的安全等級(jí)。
3.4火災(zāi)報(bào)警及消防子系統(tǒng)
火災(zāi)報(bào)警及消防子系統(tǒng)的設(shè)置考慮到了變電站的應(yīng)
用特點(diǎn)，以提高智能變電站的消防水平。該系統(tǒng)的主體
傳感器類(lèi)型為煙感溫傳感器，通過(guò)接收并處理其信號(hào)信
息，結(jié)合其中的圖像特點(diǎn)、環(huán)境溫度，達(dá)到對(duì)火災(zāi)狀況
的及時(shí)捕獲、智能判斷、充氮滅火的一體化處理目標(biāo)；
同時(shí)，在變電站出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，該系統(tǒng)可以第一時(shí)間完成
與空調(diào)、風(fēng)機(jī)的閉鎖聯(lián)動(dòng)，從而將火勢(shì)控制在一定的范
圍之內(nèi)，避免出現(xiàn)因火勢(shì)蔓延造成的更大破壞。除此之
外，該系統(tǒng)也有利于變電站維護(hù)人員了解各類(lèi)消防設(shè)備
的日常狀態(tài)，對(duì)其中的故障進(jìn)行及時(shí)處理。
3.5給排水子系統(tǒng)
智能變電站中的給排水子系統(tǒng)設(shè)置目標(biāo)在于維護(hù)其
給排水運(yùn)行的穩(wěn)定。智能給排水子系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相
關(guān)設(shè)備的狀態(tài)，完成對(duì)各類(lèi)用水量、排水量參數(shù)的精準(zhǔn)
測(cè)量，如果污水狀況存在問(wèn)題，則可以進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警；
自動(dòng)檢測(cè)水箱水位，自動(dòng)啟動(dòng)或關(guān)閉全部的給排水設(shè)備。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在給排水子系統(tǒng)中的應(yīng)用有利于變電站管理
人員的遠(yuǎn)程監(jiān)控，也拓展了其管理的有效空間，克服了
人工操作的固有困難。
3.6采暖通風(fēng)子系統(tǒng)
該系統(tǒng)的核心是無(wú)限溫濕度傳感器，基于高靈敏度
的傳感器可以對(duì)變電站內(nèi)外的溫濕度狀況進(jìn)行有效搜
集，在將該類(lèi)信息傳送至匯聚節(jié)點(diǎn)，最終傳送進(jìn)入主機(jī)
系統(tǒng)。主機(jī)系統(tǒng)對(duì)于全面的傳感情況進(jìn)行分析，可以實(shí)
時(shí)把控變電站內(nèi)外的溫濕度狀況，并自動(dòng)對(duì)空調(diào)等采暖
通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行有效控制。除此之外，釆暖通風(fēng)系統(tǒng)與火
災(zāi)報(bào)警及消防子系統(tǒng)在火災(zāi)防御處理上具有類(lèi)似的作
用，其在火災(zāi)出現(xiàn)時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)閉鎖操作，從而對(duì)變電
站的火災(zāi)范圍進(jìn)行有效控制。
3.7智能巡檢維護(hù)認(rèn)證子系統(tǒng)
智能巡檢維護(hù)認(rèn)證子系統(tǒng)對(duì)于輔助日常智能變電站
內(nèi)日常工作巡視具有重要作用。依照智能變電站的規(guī)劃
特點(diǎn)，在主要的巡視路徑中選取關(guān)鍵點(diǎn)，安裝高清攝像
機(jī)，值得注意的是，這些高清攝像機(jī)由智能巡檢維護(hù)認(rèn)
證子系統(tǒng)與圖像監(jiān)視子系統(tǒng)共享；智能變電站管理者為
巡檢工作人員配發(fā)帶有可識(shí)別標(biāo)志的工作服，并要求其
在工作中按照巡視路徑進(jìn)行工作。職能巡查維護(hù)認(rèn)證子
系統(tǒng)可以自動(dòng)判斷起工作精準(zhǔn)度，如果發(fā)現(xiàn)工作行為與
規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)有較大沖突，也可以及時(shí)提示再次巡視。除此
之外，在檢修變電站設(shè)備作業(yè)的過(guò)程中，該系統(tǒng)也可以
自動(dòng)形成邏輯操作保護(hù)區(qū)域并自動(dòng)生成邏輯運(yùn)算，如果
出現(xiàn)操作失誤，則可以第一時(shí)間發(fā)布警告信息，以糾正
檢修操作。
4 結(jié)束語(yǔ)
智能電網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)于新時(shí)期保障我國(guó)的能源安全、
優(yōu)化能源資源的有效配置具有重要作用。智能變電站作
為智能電網(wǎng)的重要組成部分，亟待創(chuàng)新升級(jí)。物聯(lián)網(wǎng)技
術(shù)的引入，大幅度提高了智能變電站的信息化、自動(dòng)化
與智能化水平，對(duì)變電站的日常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了高效的輔助
作用。電力部門(mén)要把握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能變電站的契合
點(diǎn)，在實(shí)踐中持續(xù)摸索相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，以達(dá)到充分發(fā)揮物聯(lián)
網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、提高智能變電站經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益的理想
目標(biāo)。
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