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智能變電站中物聯網技術的應用

文檔作者：余曉竹文檔來源：山西省長治市容海智成電力勘測設計有限公司		更新日期： 2026年05月10日	點擊數：
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.11 8 ? | 工程技術與應用 | Engineering Technology and Application 1201第 20 MB
智能變電站中物聯網技術的應用
余曉竹
（山西省長治市容海智成電力勘測設計有限公司，山西長治046011）
摘要：文章立足于智能電網建設的實際背景，分析了智能電網的功能性需求，聚焦在智能電網中扮演核心角色的智能
變電站生產現狀，探尋物聯網技術在智能變電站監測與輔助控制系統中的有效應用，旨在為優化我國現代化智能變電站
建設提供參考。
關鍵詞：智能變電站；物聯網技術：物聯網：應用
中圖分類號：TM63; TP391.44; TN929.5 文獻標志碼：A 文章編號：2096-2789 （2019） 20-0118-02
物聯網是在互聯網信息技術高度發展的進程中形成
的產物，其實質上是一種“物與物之間相互聯系的互聯
網”，其中的“物”指的是智能化的機器設備。這些機
器可以接收與識別一些射頻信號，分析其代表的數據信
息，并依照約定協議實現物品與互聯網的相互連接，從
而實現智能化的控制與處理。當前，物聯網技術作為全
世界矚目的一項前沿技術，得到了各國的廣泛關注與積
極探索，尤其是在我國創新驅動發展的戰略背景下，物
聯網技術與各行業的滲透程度不斷加深。
近年來，我國對可再生能源的重視程度不斷提高，
尤其是對電力能源這一事關國計民生的重要資源更是給
予了很多關注，智能電網的概念也得到了提出與探索，
各項創新技術也持續衍生，物聯網技術在智能電網建設
中的應用也得到了極快的發展。這標志著電力系統現代
化進程進入了新階段，可以實現對于各類設備的高效利
用，并切實提高電力系統的生產與管理水平。在智能電
網的建設過程中，物聯網在智能變電站中的有效應用始
終占據著中心地位。
1 智能電網的功能需求
物聯網在智能變電站中的應用，旨在提高電力系統
生成環節的信息化水平，以適應新時期規模化電網運轉
的實際需求。與傳統電網相比，智能電網是新時代工業
信息化的重要標志，也是對傳統模式的創新升級，雖然
當前尚未形成明確的規范定義，但是它卻代表著電力系
統發展的大勢所趨，尤其是其中所強調的“堅強”“智能”
更是未來電力系統的基本內涵。“堅強”聚焦于電力系
統的可靠性與穩定性，以強大的防御體系為基礎，“智能”
借助于現代化的通信技術平臺及大數據智能決策控制技
術，實現對于各類型電壓等級電力系統的有效覆蓋。
在智能電網建設的過程中，物聯網技術發揮著舉足
輕重的作用，其主要是通過部署一些精密性的感知設備，
這些設備的能力貫穿感知、計算到執行的全過程，可以
實現對于電力生產到輸送及消費的全覆蓋。由于電力物
聯網系統主要采用標準化協議的通信網絡，因此在信息
傳遞及處理的過程中具有較高的安全性與可靠性，且體
現出了高度的集成化特征。
2 物聯網技術在智能變電站中的應用前景
智能電網的發展需要依托于智能變電站的優化升
作者簡介：余曉竹（1973—）,女，工程師，研究方向：電力
索統及自動化。
級，其具有集約化、自動化、信息化的現代化特點，其
設備構成體現了極高的先進性，借助于高速的信息平臺
可以實現對各類信息的有效采集與處理，并能依照智能
電網的實際狀況提供自動控制、智能調節、協調互動等
多樣化功能。
近年來，智能變電站建設在我國得到了更高的關注，
但是從實際情況來看，其發展仍然具有一定的局限性，建
設領域普遍集中于智能開關、設備檢測、后臺應用等方面，
尚未實現對于變電站輔助系統的深入探究。當前多數變電
站所配置的圖像監視系統及各類輔助生產系統仍然呈現
出明顯的割裂化特征，缺乏能實現智能對話的裝置，仍然
需要借助于人工操作來處理各類信息，使得智能化的目標
不能得到有效落實，阻礙了生產效率的提高。
隨著智能電網功能型需求的擴大，各類智能化技術
的深入發展，物聯網技術在智能變電站中的有效應用也
得到了更多的關注。為了實現智能化、集約化管理的目
的，以提高智能變電站的管理效率，亟待搭建一個公共
性的監測輔助控制平臺，實現對于各類輔助系統功能的
有效融合，從而優化設備及信息的管理流程；也需要對
系統信息的傳輸方式及通信規劃進行標準化規定，避免
出現沖突、不兼容的消極狀況。這樣的平臺建設有利于
實現高效的遠程管理，幫助管理人員實時掌握變電站的
全面信息。
物聯網技術作為新時期的一種前沿技術，實現了對
物理系統及人類社會的有機整合，便利了對設備的管控
并提高了其覆蓋率與精度。在智能變電站的建設過程中，
借助物聯網技術的優勢，構建起一套傳感網監測網絡，
從而實現對影響變電站運行的各類因素的全方位智能檢
測。在監測平臺的基礎上，進一步完善智能監測與輔助
控制系統的建設，從而實現對生產操作、維護保養、人
員巡檢等正確行為的智能驗證，重點達到如下目標。
其一，智能監測。如上所述，智能監測即指對于可
能對變電站日常運轉造成影響的因素進行全時段的有效
檢測，從而對變電站的基本狀態進行評估，有效提高變
電站運行的穩定程度。這避免了大量人力成本在重復性
工作中的投入，且提升了監測工作的覆蓋面與工作效率。
其二，智能判斷。智能判斷旨在將遠方人員從普通
工作中解放出來，利用物聯網技術生成的各項數據，實
現對于變電站運行狀態的有效把握，并自動判斷其是否
存在異常狀況，在此基礎上快速生成解決方案。
其三，智能管理。智能管理是自動實現對于智能判
斷結果的執行，將因異常情況出現對于變電站運行產生
的干擾消除，并及時形成完整的情況分析，將其自動傳
(2019 期Engineering Technology and Application | 工程技術與應用 | ?119,
送至遠方集成控制中心；同時，遠方集成控制中心的各
項命令也可以實現自動落實執行。
其四，智能驗證。智能驗證聚焦于對站內各項操作
的正確性驗證，旨在從源頭上保障操作的規范性，減少
因操作失誤造成的安全隱患。
3 智能變電站中應用物聯網技術的方案設計
3.1主機系統
主機系統是智能變電站的中樞部分，其主要功能是
接收來自于監測傳感系統的數據信息，并依照這些信息
把握變電站的基本狀態，自動判斷出各類異常狀況并執
行相應的方案，保證各輔助系統之間的有機協調。
3.2傳感網監測網絡
傳感網監測網絡主要由傳感器節點與匯聚節點構
成，其中前者主要涵蓋溫濕度傳感節點、煙霧傳感節點、
水浸傳感節點等設備，以實現對于不同狀態的有效監控。
而匯聚節點的作用則是將經由上述各個傳感節點形成的
數據傳送進入主機系統。綜合來看，傳感網檢測網絡主
要采用無線傳感網絡與有線傳感網絡兩種形式。如果選
擇利用電池對傳感網監測網絡進行供電，那么傳感器的
工作電流及電池容量大小對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
機理、特征頻率等的不同而存在差異，在應用中需要依
照智能變電站的特點進行優化選擇。
3.3圖像監視及安全警衛子系統
圖像監視及安全警衛系統的設置旨在提高智能變電
站系統的安全性，可以實現更加優質的目標識別、多點
融合及協同認知。如果外部存在針對于智能變電站的入
侵行為并達到報警登記時，該系統立刻可以自動調動攝
像機對于侵入主體進行凝視，且其形成的圖像會自動出
現在監視器的最頂端，以便于監控人員及時了解報警狀
態；同時，主機系統也可以自動發送報警信號，對于入
侵主體形成震懾效應，監控人員也可以通過手動操作麥
克風向入侵主體喊話，以提高智能變電站的安全等級。
3.4火災報警及消防子系統
火災報警及消防子系統的設置考慮到了變電站的應
用特點，以提高智能變電站的消防水平。該系統的主體
傳感器類型為煙感溫傳感器，通過接收并處理其信號信
息，結合其中的圖像特點、環境溫度，達到對火災狀況
的及時捕獲、智能判斷、充氮滅火的一體化處理目標；
同時，在變電站出現火災時，該系統可以第一時間完成
與空調、風機的閉鎖聯動，從而將火勢控制在一定的范
圍之內，避免出現因火勢蔓延造成的更大破壞。除此之
外，該系統也有利于變電站維護人員了解各類消防設備
的日常狀態，對其中的故障進行及時處理。
3.5給排水子系統
智能變電站中的給排水子系統設置目標在于維護其
給排水運行的穩定。智能給排水子系統可以實時監測相
關設備的狀態，完成對各類用水量、排水量參數的精準
測量，如果污水狀況存在問題，則可以進行自動報警；
自動檢測水箱水位，自動啟動或關閉全部的給排水設備。
物聯網技術在給排水子系統中的應用有利于變電站管理
人員的遠程監控，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采暖通風子系統
該系統的核心是無限溫濕度傳感器，基于高靈敏度
的傳感器可以對變電站內外的溫濕度狀況進行有效搜
集，在將該類信息傳送至匯聚節點，最終傳送進入主機
系統。主機系統對于全面的傳感情況進行分析，可以實
時把控變電站內外的溫濕度狀況，并自動對空調等采暖
通風設備進行有效控制。除此之外，釆暖通風系統與火
災報警及消防子系統在火災防御處理上具有類似的作
用，其在火災出現時也可以實現閉鎖操作，從而對變電
站的火災范圍進行有效控制。
3.7智能巡檢維護認證子系統
智能巡檢維護認證子系統對于輔助日常智能變電站
內日常工作巡視具有重要作用。依照智能變電站的規劃
特點，在主要的巡視路徑中選取關鍵點，安裝高清攝像
機，值得注意的是，這些高清攝像機由智能巡檢維護認
證子系統與圖像監視子系統共享；智能變電站管理者為
巡檢工作人員配發帶有可識別標志的工作服，并要求其
在工作中按照巡視路徑進行工作。職能巡查維護認證子
系統可以自動判斷起工作精準度，如果發現工作行為與
規范標準有較大沖突，也可以及時提示再次巡視。除此
之外，在檢修變電站設備作業的過程中，該系統也可以
自動形成邏輯操作保護區域并自動生成邏輯運算，如果
出現操作失誤，則可以第一時間發布警告信息，以糾正
檢修操作。
4 結束語
智能電網的發展，對于新時期保障我國的能源安全、
優化能源資源的有效配置具有重要作用。智能變電站作
為智能電網的重要組成部分，亟待創新升級。物聯網技
術的引入，大幅度提高了智能變電站的信息化、自動化
與智能化水平，對變電站的日常運轉提供了高效的輔助
作用。電力部門要把握物聯網技術與智能變電站的契合
點，在實踐中持續摸索相關經驗，以達到充分發揮物聯
網技術的優勢、提高智能變電站經濟與社會效益的理想
目標。
參考文獻：
[1] 王天煒.試論風電場升壓變電站智能技術方案與應用[J].
通訊世界,2017(5) :185-186.
[2] 陳洶，劉利兵.大數據技術在智能電網中應用[J].物聯網
技術,2016,6(4) :54-55+57.

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