摘要：本文针对某220kV智慧能源站工程开展物联网技术在变电运维中的应用研究，将变电站的开关柜室及GIS室智能巡检、后台一键顺控操作、设备运行温度管理、环境温湿度监控系统集成为一个基于物联网的智能一体化管理系统，为智慧变电运维管理提供技术支持，实现智慧变电站运维管理信息化、自动化、互动化的管理要求，减轻运维人员劳动强度，提升工作效率，不断提升变电运维管理水平，满足国家电网三型两网建设、发展要求。

关键词：物联网；智慧变电站；泛在感知

引言

物联网技术以先进的“传感技术”与“控制技术”为核心，具有节点与节点之间信息自动采集、分析、处理等特点，体现信息化、自动化特征，可以作为实现电网智能化的有效的支撑技术，物联网在统一坚强智能电网建设中有着广泛的应用前景。

1.基于物联网的统一监控平台技术方案

1.1变电运维主辅设备监控系统

完善变电设备智能监控和运检管理信息化管控手段，规范系统层级架构、界面、名称、分类和功能，按照“信息安全第一、功能先进实用、人机界面友好、服务基层一线”的思路优化提升监控平台，实现运维班对所辖无人值守站的主设备关键信息监视，辅设备运行信息全面采集、集中监视和状态判断，切实履行设备主人责任。

（1）主设备监视，在智慧变电站所属地市公司新建变电运维主设备监控系统，完成主设备全部信息接入主设备监控系统。

（2）辅助设备监控，在智慧变电站试点所属地市公司，新建变电运维辅助设备监控系统，采用终端延伸方式，在相应变电运维班实现变电站辅助设备远程监控。

1.2变电智能分析决策平台

坚持数据共享理念、充分发挥“云大物移智”等信息化技术手段，建设变电智能分析决策平台，实现变电各类数据统一汇集、统计、分析、计算和展现；以信息化、智能化促进变电站供电更可靠、设备更安全、运检更高效、全寿命成本更低。

（1）在地市（省检）公司安全IV区部署变电设备信息处理系统，采集主、辅设备监测数据，采集机器人和摄像机巡检结果数据和告警数据，采集变电站视频及安全作业自动告警、设备状态自动识别结果数据。

（2）根据“两级部署、多级应用”原则，分别在总部、省信息大区部署变电智能分析决策平台，分别从PMS2.0获取基础业务数据、从变电设备信息处理系统获取主/辅设备监测数据、机器人巡检结果、图片/视频等数据，总部及省级用户访问同级系统，地市用户与运维班用户访问所属省级系统。

（3）规范变电站端设备状态信息模型，实现变电站端数据标准化采集；建立主辅设备模型信息库，提供标准化数据接口，支撑设备状态综合分析和高级应用。推动电网通用模型描述规范（DL/T890 CIM/E）和SSD文件的应用，建立变电站端主辅设备状态标准化模型，完善SSD中一二次设备模型及其关系、辅助设备模型等内容，实现变电站端数据标准化采集。通过对电网通用模型进行适当扩展，完成变电站模型到主站模型的转换，各级调度直接导入主站模型，保证模型的唯一性。站内模型修改后实时提供给各级主站及时更新。数据融合，建立运检大数据平台，融合主设备监视、辅助设备监视、在线监测、带电检测和检修试验等数据，实现设备状态数据全面、集中管理。标准化数据接口，建立主辅设备模型信息库，采用DL/T634.5104协议上传实时数据，研究采用面向服务的架构，封装文件、图形、消息等各类服务，提供标准化数据接口，提升与其他应用信息交互的多样性、灵活性和扩展性。

（4）系统功能应用：以变电站端设备状态信息和主辅设备标准模型信息为基础，利用公司“公有云”、全业务统一数据中心等平台，实现主动预警、智能决策、资产全寿命周期管理等智能应用。主动预警，自动收集设备内部状态、运行工况、环境信息、专业巡视结果、带电检测数据、在线监测信息及各类试验结果；应用自动分析技术，分析设备不同缺陷类型、部位、严重程度与状态信息的权重及量化关系，自动实现设备状态实时分析、自动评价、自动诊断、智能预告警，推送预警处理和主动防御策略。智能决策，根据各类设备故障与异常信息，建立各类异常与故障信息库，为智能决策的自动判断提供数据依据；制定故障与异常处理规则库，遇到故障及异常信息，通过现场设备信息的采集、事故（异常）发展趋势的跟踪、以往信息的对比等，对故障及异常信息自动判断，并生成最终处理策略，提高管理水平，提升效率和效益。资产全寿命周期管理，深化电网资产统一身份编码应用，利用公司“公有云”、全业务统一数据中心等平台数据，加强运检环节设备状态、成本、缺陷、供应商履约服务等各类信息的综合分析，实现物资、基建、运检、财务各环节信息共享，综合各方面数据科学开展供应商评价，为变电设备选型提供依据。

2.基于物联网的机器人巡检系统应用

2.1巡检系统总体架构

针对智慧能源站设备需要定期巡检，设计机器人智能一体化巡检方案，系统以机器人巡视、大数据处理为核心，结合高速网络通讯系统以及一系列先进技术，实现智慧能源站设备的定期检测和故障判断。方案采用智能巡检机器人管理系统，替代人工对配电站所进行定时巡检。系统可以通过标准协议在电力专网上进行数据传输，为不同层级的管理部门提供设备信息。

配电房机器人巡检系统分为数据采集层、主控管理层、综合展示层等三层分别实现各自核心功能，实现设备状态智能感知 、分析、诊断、决策等管理，并实时共享设备状态数据，为电力监控决策领导，提供强有力的决策依据。

数据采集层：数据采集层为智能巡检机器人可以搭载图像采集摄像机、环境监测传设备等不同模块，进行配电站设备运行数据精准采集，并且可与安防监控子系统和环境监控子系统相融合，全方位立体式监控感知变电站设备及环境状态。

主控管理层：智能机器人采集的设备状态数据，实时传输至管理服务器，可与其他子系统数据相融合，共同组成设备状态大数据监控中心，所监控的数据可进行移动平台智能共享，让数据管理及传输更加便捷、安全、智能。

综合展示层：数据与电监部门和专家系统实时远程共享，并输出相关设备缺陷诊断报表，为决策层提供决策依据，实现数据更加可靠、更加智慧。

2.2系统功能

（1）提升设备状态感知能力

通过传感器、可见光摄像机等采集模块的应用，实现对配电站所内的仪器仪表、开关状态、LED显示状态、三相连接排温度、表柜内部局放状态以及户内温湿度等设备运行状态及环境量监测。

（2）提升主动预测预警能力

在智能机器人管理平台实现设备自动监控、在线监测、自我诊断、状态预警等功能的智能化，达到提前发现故障发生风险，大幅度提高供电安全及可靠性。

（3）提升辅助诊断决策及集约运检管控能力

利用多源传感器数据进行设备运行状态综合评估的基础模型，实现对设备正常、异常、故障等状态的实时检测与诊断，辅助运检人员优化就地控制策略，提升设备本质状态自感知、自诊断、自控制能力。

结语

本文结合220kV智慧能源站建设，深入研究基于物联网的泛在感知技术在变电站管理、控制、运行、维护等方面的应用，开发结合IEC-61850标准的多技术融合集成智能辅助管控平台，实现智慧能源站内机器人巡检等功能。为提高智能化变电站现场运维的安全性、提高运维工作效率和工作质量做出了有益的探索和实践。

可以预见，未来随着智能电网建设的不断推进，更多智能变电站将应用物联网技术来满足变电站智能化管理、运行的需要，相关物联网技术及其产品也将得到不断的创新和发展。