基于物联网技术的新能源电网运行状态监测方法

基于物联网技术的新能源电网运行状态监测方法

第1作者：杜云飞,第2作者：冯超

新特硅基新材料有限公司 新疆乌鲁木齐市 830011 

摘要：随着社会经济发展，用电量越来越大，变电站配电网等发展越来越迅速，对电网设备局部放电异常情况检测的要求越来越高，传统的人工巡检和有线通信的方式已经难以满足。国务院在“中国制造2025”，强调了“突破新型传感器、智能测量仪表等智能核心装置”；在“新一代人工智能发展规划”，提出重点发展智能制造作。因此，建立基于物联网的变电设备智能局放传感系统具有必要性。

关键词：物联网技术；新能源；电网；运行状态；监测

引言

智能电网的开发是随着电力资源基层输送应运而生的必然产物，能够进一步提高资源分布的均衡性，在保证基层供应的同时实现节能减排的目的。但不可否认的是，智能电网本身的设计和控制也牵连到多个领域的专业技术，在实践的过程中有可能遇到一些挑战和困难，这就更需要电力企业关注电网本身的运行安全，展开过程性的监督和管控。

1新能源电网运行状态监测意义

在我国不断强化智能电网建设力度的过程中，在系统的各个环节中都会大量安设各式各样的智能终端，通过云物联网实现系统的智能化。然而，基于云物联网的电力信息系统的结构极为复杂，尽管在一定程度上提升了系统的智能化水平，但是也使得系统中衍生出海量的电力信息数据。而此类数据往往包含有关键的隐私信息和具有战略意义的企业信息，因此在系统数据的采集、输送与存储等各个关键环节都需要全力确保数据安全。电力系统中云物联网技术的大规模应用使得系统面临的安全风险也随之提升。云物联网中的基础设施通常面临的安全风险较大，而由于云物联网具有“万物互联”的特性，往往会出现基础设施中单个计算装置被攻击造成数据紊乱，最终引发整个网络的崩溃。即使能够确保基础设施安全水准符合企业要求的标准，但是也往往会由于通信网络的安全风险而使得系统的数据安全存在严重的安全隐患。因此，针对智能电网的云物联网数据保护技术开展研究，对于深化智能电网的建设具有重要意义。

2智能电网调度控制系统

近些年来，国内的城市化发展已经达到了相对饱和的状态，基层民事生产活动和经济活动力度也在不断增大，在这些趋势的引导下，市场上的用电需求也呈现出了与日俱增的特点。在这种情况下，要想让资源的供应足够稳定且安全，就必须对传统的电网调度模式进行转型和升级，引进更为智能化的机制，由此来满足实时控制的需求，提高电力分配的准确性和针对性。在这里，智能电网的应用能够让电力企业的数据收集变得更为全面，由此来精准地分析用户的用电取向和规律，这样可以进一步优化用户的用电体验和服务。

3物联网技术的新能源电网运行状态监测方法

3.1基于物联网技术收集运行状态数据

新能源电网运行的过程中，要使用物联网技术对新能源电网的运行状态数据进行实时的收集，确保收集过程中的有效操作和安全。并利用物联网技术选取ZigBee通信网络中的网状网络以及树形网络。并按照现场要求在监测范围内安装了监测器节点并且设置了摄像头。考虑到现场位置，在设置监测器节点的时候，为了提高监测器节点所收集的转台数据的精度，对电路中的每一段分别设置了对应的监测器，其中，每两个监测器节点的定位高度一般都在500m以内。在每段输电的路径上都间隔一定高度安装了一个数据节点，用来收集在每段线路上每个监测器节点收集到的信息，利用无线网络对监测范围内的所有数据实现了智能监测。接着通过监测器模块采集电网运行的温度、电压、电流数值，并对采集到的数据信息做出相应的处理。物联网技术可以通过不同的运行状态指令分别收集每个监测器监测到的运行状态数据。通过利用监测器收集运行状态数据，为接下来的监测模型搭建提供数据支持。

3.2智能电网云物联网及其访问控制

物联网可以集成单一的设备终端、服务器和传感器等技术，将来源复杂的数据延伸至各类应用情境。而以云计算为代表云技术可以对大数据进行高效的管理，并且可以自由的嵌入物联网中进行数据的处理，实现物联网中数据的开放共享。因此，云可以被视为物联网的理想补充构件。基于云技术的物联网主要特点是利用云服务完成跨域操作，其中主要功能是数据融合与分析，并且由于云一直维持在启动状态，因此能够通过延展功能在数据资源管理方面进行生技，同时也能够在运算与存储方面受到限制的硬件中得到应用。智能电网云物联网的中通信是数据交互的基础，具有典型的双向性。而智能电网云物联网数据安全主要依赖于通信的安全，这一过程中其安全风险主要来自于电力用户访问云服务的过程。因此针对性开展智能电网云物联网的访问控制技术极为重要。

3.3实现新能源配电网运行状态监测

监测模型搭建完成之后，对监测区域的传感器进行运行状态监测。状态监测包括状态的分类、排序与控制等信息，也可以简单地进行电网结构的建立和调整。当电网运行时，传感器会启动监测功能，可以对线路上的电流和大型发电机运行时的运行情况进行监测。在电网中接入控制型的监测机，利用电流监测原理对运行状态进行监测，再接入集中式的运行感应器，监测输出电流的波形是否出现阻断情况。运行监测模块需要进行状态监测和运行时间的监测，当电网运行时，会开始监测，并向传感器发送监测信号。首先根据监测模块所监测到的信息并进行判断，若运行状态出现异常或者停止运行则会进行警报提示，若为正常运行信号，则通过辐射面积识别是否为两组线路同时运行，再通过实际的运行时间或者理论上的运行时间确定有无重叠运行和停止运行的情况，从而计算正常的运行状态量等。实现了新能源电网的集中管理下的运行状态的监测。可以自动生成新能源电网的信息、运行进度和运行速度，还能自动生成每次运行的状态，自动将所监测到的信息生成到对应的数据分析模块中。

3.4预警与辅助决策技术

除了动态监测之外，预警和辅助决策技术也是调度人员的重要参考。这两项技术可以针对数据的价值进行判断，及时筛选出那些异常的材料，提高信息整理的精准度，调度人员可以就此来判断电网的实际运行状态。而后，即便是出现了一些故障，预警和辅助决策技术也可以对故障进行完整的记录，然后引导调度人员对某一阶段的问题进行反思和总结，并制定出未来的应急方案

结束语

电力系统在电压偏差、频率偏差、通信延迟、自然灾害等方面缺乏监控，目前的能源管理系统缺乏同步性。通过广域监控系统，可以对系统缺乏同步的情况进行改善。考虑到电力安全内部结构的缺陷和多重干扰因素，本文结合物联网和广域监控，设计一种基于物联网技术广域电力安全监督系统，结合无线传感器网络和抗电磁干扰系统，并采用一定的技术手段对登录页面和数据库进行测试。实验结果表明，其接收灵敏度和通信距离关系曲线具有相似的发展趋势，设计电力监控系统具有较高的抗干扰和系统敏感性系统。

参考文献

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