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基于物联网技术的配电网智能化监测系统研究

刘頔
  
扬帆媒体号
2025年251期
黑龙江中科工程管理咨询有限公司

摘要:随着现代电力系统的快速发展,配电网作为电力传输和分配的关键环节,其运行的安全性和可靠性日益受到关注。本文围绕基于物联网技术的配电网智能化监测系统展开研究,系统地探讨了物联网技术在配电网监测中的 应用架构、关键技术及实现方法。通过引入传感器网络、数据采集与传输技术、智能终端设备以及云计算平台,构建了一个高效、实时、智能的配电网监测体系,实现对配电设备的在线状态监测、故障预警和能耗分析。研究表明, 物联网技术能够显著提升配电网的自动化水平和运行效率,有效降低故障率和维护成本。最后,结合当前技术发展趋势,对配电网智能化监测系统的未来发展方向进行了展望。关键词:物联网;配电网;智能监测;传感器网络;故障预警

引言

随着社会经济的不断进步和电力需求的快速增长 配电网作为电力系统的重要组成部分,其运行质量直接影响着整个电网的稳定性和供电的 传统 据不全面、响应速度慢和信息孤岛等问题,难以满足现代电力系统 技术的发展为配电网的智能化转型提供了新的技术支持。物联网通过 与分析,使得配电网监测系统具备了更加灵活、高效的运行能力。因此,研究基于物联网技术的配电网 能化监测系统具有重要的理论意义和应用价值。

一、物联网技术在配电网监测中的应用架构

基于物联网技术的配电网监测系统主要由感知层、网络层、平台层和应用层构成。感知层负责通过各种传

感器采集配电网设备的运行参数,如电流、电压、温度和开关状态等,确保数据的全面和准确。网络层则通过

无线通信技术(如LoRa、NB-IoT、Wi-Fi 等)实现数据的稳定传输,保障监测信息的实时性和完整性。平台层

采用云计算和大数据技术对采集的数据进行存储、处理与分析,支持数据挖掘和智能决策。应用层则根据分析

结果,提供故障诊断、预警提示、能耗管理及维护决策支持等多种功能,最终实现配电网的智能化管理和优化。二、关键技术及实现方法

为了实现配电网的智能监测,必须依赖多项关键技术的集成与协同。首先,传感器技术是系统的核心,需具备高灵敏度、高稳定性和长寿命等 点。 其次 系统的覆盖范围和传输效率,目前主流方案多采用低功耗广域网技术 理技术包括数据清洗、融合与智能分析,利用机器学习和人工智能算 深度 实现故障模式识别和趋势预测。安全技术方面,采用数据加密和身份认证机制,保障系统运行的安全性和可靠性。通过软硬件的综合设计与优化,系统能够实现对配电网设备的全方位、多层次监测。

三、系统设计与实现

基于上述技术基础,本文设计了一套完整的物联网智能配电网监测系统。系统采用模块化设计理念,将硬件和软件功能划分为多个独立而协同工作的模块。传感器模块作为系统的核心部分,负责对配电网关键设备的多种电气参数进行实时采集,包括电流、电压、温度、湿度以及开关状态等,确保数据的全面性和准确性。为了保障传感器数据的可靠采集,系统在传感器布设上充分考虑了配电网设备的分布特征和环境复杂性,结合无线传感网络技术,实现对复杂拓扑结构的覆盖。通信模块则采用了多种无线通信技术的融合策略,涵盖了低功耗广域网(LPWAN)技术如NB-IoT、LoRa 和传统的Wi-Fi 网络,以满足不同应用场景下的传输需求。数据平台设计采用云端架构,利用云计算的弹性扩展性和大数据处理能力,实现对海量传感数据的实时存储、预处理和智能分析。平台通过构建分层数据处理模型,支持数据清洗、融合及异常检测,提高数据质量和系统响应速度。软件部分则开发了图形化的实时监控界面,支持多终端访问,方便运维人员进行状态监控和故障处理。智能报警机制基于多维度数据分析与机器学习算法,能够对潜在故障进行早期识别和预警,显著提升系统的预防性维护能力。在实际配电网的试点应用中,系统成功实现了对开关设备、变压器、线路等关键设备的全面监测,实时采集和传输状态数据,并通过数据平台的智能分析,有效发现异常并发出故障报警,极大地提高了配电网的可靠性和维护效率,验证了系统设计的科学性和实用性。此外,系统的模块化设计为后续功能扩展和技术升级提供了良好的基础,具备较强的适应性和可维护性,满足未来配电网智能化建设的需求。

四、应用效果与优势分析

基于物联网的智能监测系统在实际应用中展现出多方面显著优势。首先,系统具备高精度的数据采集能力,通过部署多类型传感器,实现对配电网设备状态的多维度、全方位监控,极大地提高了数据的时效性和准确性。相比传统依赖人工巡检和单一监测设备的方式,物联网监测系统能够实时反映设备运行状态,极大缩短故障发现和响应时间,从而减少设备损坏风险和停电事件发生。其次,系统内置的智能分析算法结合机器学习和大数据技术,能够对大量历史和实时数据进行深度挖掘,准确预测设备潜在故障和运行趋势,提前发出预警,有效降低突发停电的风险。智能化分析还支持设备寿命评估和维护周期优化,帮助电力企业科学安排运维计划,提升运维资源的利用率。此外,系统自动化水平的提升显著降低了人工巡检频率和相关人力成本,减少了因人为失误导致的监测盲区,提高整体运维效率。信息的高度集成与共享也打破了传统监测系统的信息孤岛现象,实现了数据的统一管理和实时共享,有助于电网管理人员做出更加科学合理的调度和维护决策。通过多维度数据融合与实时分析,系统增强了配电网对异常事件的响应能力,推动配电网向数字化、智能化方向快速发展。值得一提的是,该系统还具备良好的扩展性和兼容性,能够适应未来新兴技术和设备的接入,为智能配电网的持续升级提供坚实支撑,促进电力行业的绿色、智能转型。

结论

本文系统探讨了基于物联网技术的配电网智能化监测系统的设计原理、关键技术及实现方法,详细分析了传感器网络布局、通信方案选择、数据平台构建及智能分析算法的应用,验证了该系统在提升配电网运行效率和可靠性方面的显著效果。通过试点应用,系统能够实现对配电网设备状态的实时监测与智能预警,极大地提升了故障发现的及时性和准确性,降低了维护成本,增强了配电网的稳定性和安全性。物联网技术的引入为配电网监测提供了更广泛的感知能力和更精准的数据分析手段,推动了配电系统智能化管理的深入发展。未来,随着5G 通信技术的普及,边缘计算的兴起以及人工智能算法的不断优化,配电网智能监测系统将迈向更高层次的自主运行和智能决策,实现更加高效、安全、经济的电网管理。与此同时,系统的安全性、数据隐私保护以及多源异构数据融合技术仍需进一步强化,以应对日益复杂的网络安全威胁和大数据挑战。综上所述,基于物联网的智能监测系统在推动配电网数字化转型和构建智能电网方面具有重要意义,未来其应用前景广阔,必将成为智能电力系统不可或缺的核心组成部分。

参考文献

[1] 李祥珍.物联网与智能电网的融合与发展[J].办公自动化,2010,(12):7-10.

[2] 李祥珍,刘建明.面向智能电网的物联网技术及其应用[J].电信网技术,2010,(08):41-45.

[3] 熊华.物联网促进智能电网建设探讨[J].电力信息化,2010,8(08):33-36.

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