物联网和智能电网之间的结合

智能电网的概念

现在我们国家对智能电网很重视，智能电网领域也取得了非常显着的成绩，在国际上中国智能电网技术也具有非常领先的地位。智能电网的主要目的就是避免停电损失、提高能源安全和客户服务质量，我们公司就是围绕这些需求开展智能电网的工作，部署智能电网技术，帮助电力企业进行技术创新，并实现电力企业的技术转型。

在2003年的时候，美国能源部就提出电网现代化的要求，发布了智能电网2030计划，并且在2009年把智能电网提升为美国的国家战略。物联网作为智能电网信息感知的核心部分，在智能电网应用中有着非常广阔的前景。2009年5月，国家电网公司明确提出要建设具有信息化、自动化、互动化的智能电网，计划到2020年全面建成统一坚强的安全智能电网体系。目前已经启动了斥资三千亿的建设计划，并且实施了一系列的应用工程建设。通过在智能电网中引入物联网技术，可以对电网相关的外界因素进行感知，构建传感网的监测网络对影响变电站运行的因素进行全方位的监测和响应。

感知集团的智能变电站解决方案是在物联网大潮时期提出的，并且专门成立了一个公司来负责智能变电站的项目，现在已经发展到了发电、输电、用电等一系列项目的解决方案。目前在感知集团电网领域的产品有智能辅助管理平台，变点环节的产品有变电站设备，包括水温、气体的温度的传感器，输电环节的防护防盗的传感器，用电环节的智能先锋和一些解决方案，还有核心智能电网系统和地下电力电缆标识管理等，这些都属于核心产品和解决方案。

智能变电站的监测和辅助系统主要是基于IEC61850协议将变电站的相关信息采集上来，在数字急控中心进行预警、处理和反馈。变电站的主要组成部分包括智能管理，关键设备在线状态监控、避雷器、电流监测、动力环境的监控和视频监控。智能变电站系统有一个智能管理软件平台，这个平台通过对采集上来的变电站的信息进行分析之后，帮助监控人员对站内的状况进行监控，提供及时可靠的监控支撑能力。此外还部署了超低功耗的无线传感器网络，以降低温湿度传感器等全寿命无须更换电池的传感器的功耗。还有视频监控和防入侵系统、多传感器协同和感知联动的防入侵系统。感知集团承担了一个重点示范工程：国网公司的第一个220千伏的全数字智能变电站的示范项目，这个项目运用了帕瓦公司的状态监测和辅助系统解决方案，还包括一些传感器和急控中心监控平台。

帕瓦在变电、配电和输电领域的应用

首先是温度传感器温度在线监测系统，主要基于自行研发的温度传感器在线监测电网的温度状态信息，传到控制主机最后到急控平台上。

采暖通风子系统。由于电站设备对温度、湿度要求比较高，我们研发了采暖通风子系统，结合无线温湿度传感器对设备和环境进行温湿度的监测，并且提供自动控制通风和空调系统的运行。

视频监控和安全警卫子系统。主要是对电站周围进行视频监控和运用振动传感器防入侵设备来实现安全防护。智能巡检认证的子系统，通过图象监测和智能图象识别来保证巡检员的巡检质量。防误入间隔子系统，在一些工作区部署一些图象传感器，通过智能图象识别来防止人进入禁止区域。

泄漏在线监测子系统。这个子系统由监测节点、控制器、协同感知监控平台组成，主要是检测电站的气体泄漏。

气体温水监测子系统，主要是用来对气体和漏水进行监测。

及时位水监测子系统，主要是对变压器的位水进行监测，实时的数据采集和报警。

变压器有色谱在线检测子系统，是通过智能传感器对变压器四相色谱进行分析。

无线避雷器的在线检测子系统。这个系统由主机和骨干节点、无线电压传感器节点、无线避雷器泄漏电流传感器组成，部署以后能实时监测到避雷器的工作状态，防止避雷器的故障。

无线传感器数据传输基站是一种通过无线方式对相关传感信息进行采集的传输基站，采集了之后通过2.4G或者是S485把采集到的信息传送到数据中心。

输电环节的产品和应用解决方案。主要研发了防盗螺栓、地埋振动传感器等一系列传感器，用来防止在输电过程中出现如输电塔螺栓被盗、输电塔倾斜和不明物体接触到输电路等问题的发生。

倾角传感器可以识别出一毫米的倾斜，一个五十米高的输电塔如果发生了倾斜，通过这个传感器就可以检测出来并把信息输送给相关部门。从图片上和一角硬币的对比我们可以看出，这个设备是非常小的，现在这些设备都已经部署到无锡的输电系统中了。

防盗螺栓。输电塔上的螺栓在被盗之后容易引起输电塔的倾倒，所以螺栓的安全非常重要。我们研发的智能防盗螺栓设备具有防盗功能，该设备可以检测十到二十米范围内人的活动，一旦发生拆卸螺栓的行为，该设备就会立刻把消息传到监控中心并自动报警。

变压变化传感器对电压变化情况的检测，并且进行实时在线分析。壁挂振动传感器通过振动监测保护物周围人和车辆的情况，达到防入侵的目的;地埋传感器也是防入侵的设备;线路故障的传感器，主要用于中高压的输配电线路上，可以检测短路和接地故障。

对环境的感知。风速风向传感器、导向温度和环境温度湿度的传感器，这些仪器通过对输电线路的气象环境监测，包括温度、湿度、风速、一些塔架的倾角综合监测，来保证输电线路的正常运行。

组网方案，电力输电和配电倾角的测量，采用多种类型传感器的方式实现故障的综合判定。

用电环节的产品和应用系统，主要有智能前风管理系统，该系统是安装在电表上的，用来防止对电表的私自拆装。

户外端子进行监控，如果检测系统所处的环境昼夜温差比较大、空气潮湿的会造成凝露，我们这个系统就可以实时检测到凝露并报警。

智能锁具，针对现在变电站内端子箱锁具不统一研发锁具的情况，这样可以用一把物理钥匙就能实现一把逻辑钥匙开启唯一逻辑锁具的功能。智能锁具的工作原理主要有这几部分：智能锁具的管理模块、传感器的网络智能锁具和智能钥匙。

输电环节的应用。主要是电缆和电缆隧道的监控系统，系统对电缆的温度、湿度、有害气体等进行监测，实现对风机、水泵系统的监控，终端配件时还包括测温光线。