無線傳感器在電力系統(tǒng)自動化的應(yīng)用
【摘要】新形勢下,隨著電力企業(yè)、部門的不斷發(fā)展,對技術(shù)的要求也越來越高,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用能夠有效緩解電力生產(chǎn)的巨大壓力。目前,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)自動化。本篇文章,筆者基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀,并積極結(jié)合實際,進行了系統(tǒng)化的論述,并有針對性的提出了一系列應(yīng)用策略,提高電力企業(yè)生產(chǎn)效率,推動我國電力事業(yè)的快速發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】無線傳感器網(wǎng)絡(luò);技術(shù);電力;自動化;應(yīng)用
目前,電力系統(tǒng)主要運用光纖通信、無線通信等通信技術(shù)來進行電力生產(chǎn),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則是電力系統(tǒng)實現(xiàn)自動化的關(guān)鍵,該項技術(shù)具有很大的應(yīng)用優(yōu)勢,功能上豐富多樣,能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測,接受節(jié)點信息,并將其有效快速的傳輸至系統(tǒng)控制中心,有利于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。下文將從多個角度對該技術(shù)進行深入分析,努力實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化中的有效應(yīng)用。
1電力系統(tǒng)通信方式簡介
為了更好的了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的自動化應(yīng)用,有必要對電力系統(tǒng)中的通信技術(shù)進行一定程度的了解,接下來,對三種主要通信技術(shù)進行論述,為該項技術(shù)的應(yīng)用做鋪墊。
1.1電力線載波技術(shù)
該技術(shù)主要用于電力系統(tǒng)的通信、保護、指揮等各種信息傳輸任務(wù),將信息和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成高頻信號,處理后加載到電力線上,穩(wěn)定后,選擇適當?shù)母邏狠旊娋€作為傳輸載體,當然,注意要在接收端安裝相應(yīng)的電力線調(diào)制解調(diào)器,實現(xiàn)高頻信號與電力線剝離的目的。該技術(shù)經(jīng)歷了從分立到集成從模擬信號到數(shù)字信號的發(fā)展歷程,實現(xiàn)了更大范圍的電力通信,而且具有開設(shè)成本低、傳輸速率快等優(yōu)點,但是存在傳輸不穩(wěn)定、信號衰減等缺陷,需要進一步改進,更新技術(shù)。
1.2光纖通信技術(shù)
光纖通信技術(shù)帶動了電力通信等行業(yè)的快速發(fā)展,主要應(yīng)用安全自動控制、電力生產(chǎn)等的業(yè)務(wù)發(fā)展,在電力生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,目前,我國主要采用OPGW和ADSS這兩種光纜,在電力系統(tǒng)市場占據(jù)了很大的份額。與電纜相比光纖通信優(yōu)勢顯著,能夠等量傳輸幾百倍的數(shù)據(jù)、信息量,傳輸容量大這一特性符合當今大數(shù)據(jù)時代的發(fā)展需求,也因此取得良好的發(fā)展前景,另外,其在傳輸過程中損耗小,準確性能高。能夠起到很好的抗電磁干擾作用,在酸堿等腐蝕、高溫等惡劣條件下,仍能夠正常工作,維護了電力系統(tǒng)的正常運行。光纖制作主要用到二氧化硅這一原料,造價低廉,節(jié)省金屬資源。但是有得必有失,光纖通信的分路和耦合靈活度不夠,在連接環(huán)節(jié)有些困難,還需要進一步改進和完善,從而達到理想的性能要求。
1.3無線通信技術(shù)
新形勢下,無線通信技術(shù)在諸多行業(yè)取得的很大的發(fā)展,得到了廣泛的應(yīng)用,在電力系統(tǒng)通信方面,無線通信技術(shù)主要有無線局域網(wǎng)、超寬帶無線技術(shù)、多點多信道分布式系統(tǒng)等,這些技術(shù)的科學利用使得電力系統(tǒng)得到了較大的優(yōu)化,它能夠在通信區(qū)域內(nèi)移動,能夠彌補有線通信空缺,在安裝方面較為簡單,線路布置簡單易操作,投資造價低,能夠完成與多種網(wǎng)絡(luò)的有效連接。但是它抵抗外界電磁干擾的能力有待加強,應(yīng)對外界障礙等影響因素的能力不足,靈敏程度也有待考量,因此,目前,應(yīng)當加強其在電力系統(tǒng)中的實際應(yīng)用,對其不足進行改進,彌補空缺,進一步實現(xiàn)電力系統(tǒng)的高標準的無線通信,推動電力系統(tǒng)各工作環(huán)節(jié)的共同進步。
2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
目前,我國發(fā)展無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)近二十年了,與此相關(guān)的研究課題非常之多,建立了一系列研究中心,被我國自然科學基金會批準為重點研究項目,優(yōu)先發(fā)展。從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程不難看出其研究的重要性,以及其在電力系統(tǒng)中的重要應(yīng)用價值。
我國主要從網(wǎng)絡(luò)協(xié)同信息處理及創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)總體構(gòu)架兩個方面進行技術(shù)攻堅,近年來,通過科學家們的不懈努力取得了一定的科研成果,開始加大無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實際應(yīng)用研究。目前,該項技術(shù)被引進到電力自動化系統(tǒng)中去,用于對變電站開關(guān)柜、變壓器的溫度檢測,濕度檢測,以及加速度傳感器電力電纜舞動的監(jiān)測等,有利于電力系統(tǒng)的優(yōu)化,以及人工智能化、自動化工程的實現(xiàn),對我國電力事業(yè)的發(fā)展起到關(guān)鍵性的作用,需要我們?nèi)ヅρ芯浚_發(fā)創(chuàng)新型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.1變電站自動化
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們的生產(chǎn)生活對電力的需求不斷增加,使得變電站綜合自動化系統(tǒng)得以大范圍普及,無人值守的模式成為變電站系統(tǒng)改進創(chuàng)新的目標,但是想要實現(xiàn)高度人工智能化和自動化,需要有優(yōu)質(zhì)的通信網(wǎng)絡(luò)來予以支持,其中,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠有效實現(xiàn)對變電站的實時監(jiān)測,并且能夠保證良好的準確度和穩(wěn)定性。
研究表明,變電站自動化通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層和間隔層之間的傳輸速率,以及內(nèi)部的傳輸速率分別是250k/s、130k/s,而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,能夠保證2M/s的傳輸速率,完全能夠滿足變電站自動化系統(tǒng)的正常運行所需的通信網(wǎng)絡(luò)傳輸速率。目前,有研究人員將變電站自動化系統(tǒng)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,在間隔層和變電站層之間應(yīng)用以太網(wǎng),形成分簇路由的兩層架構(gòu)模式,并對關(guān)鍵技術(shù)進行了攻堅,為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在變電站自動化中的應(yīng)用提供了有效環(huán)境。
3.2電能質(zhì)量檢測
電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn),少不了電能質(zhì)量檢測的配合,需要有效保證電力系統(tǒng)中電能質(zhì)量,才能在次基礎(chǔ)上提出更高的要求。在電能質(zhì)量檢測方面,主要是對功率因數(shù)、諧波等電能數(shù)據(jù)進行檢測,利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),采集到有效數(shù)據(jù)后快速傳輸?shù)娇刂浦行模瑢?shù)據(jù)信息進行分析,完成電能質(zhì)量檢測,保證電力系統(tǒng)電力輸送的穩(wěn)定,滿足電力系統(tǒng)自動化的有效要求,將系統(tǒng)的整體水平提高到嶄新的層次上來。
3.3配電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控與故障定位
想要實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化,應(yīng)用無人值守的工作模式,就必須實現(xiàn)對配電網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)控和故障定位。首先,利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法分析得出設(shè)備正常運行時的工作參數(shù)以及對應(yīng)關(guān)系,安裝溫度、濕度等無線傳感器,這樣則能夠?qū)崿F(xiàn)配電設(shè)備的監(jiān)控。另外,還必須實現(xiàn)運行過程中的故障定位,通過模擬仿真系統(tǒng)的應(yīng)用,傳感器的傳輸?shù)龋軌蛟谠O(shè)備出現(xiàn)故障的第一時間進行數(shù)據(jù)傳輸,通知控制中心故障位置及具體情況,需要滿足準確、快速的要求。
3.4輸電線路實時監(jiān)測
導(dǎo)線舞動是一種常見的耦合振動,振幅大,容易造成跳閘停電、桿塔倒塌、導(dǎo)線折斷等事故的發(fā)生,因此想要實現(xiàn)高度自動化,需要實現(xiàn)對輸電線路的實時監(jiān)測,掌握電力輸送情況,利用導(dǎo)線舞動多點檢測系統(tǒng),通過對舞動加速度等的分析,有效對誤差進行消除,這一過程中,無線傳感器節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定,能夠有限避免線路故障帶來的經(jīng)濟損失,推動電力事業(yè)的各項發(fā)展。
4結(jié)束語
我國的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正處于發(fā)展階段,其在電力系統(tǒng)自動化方面有很高的應(yīng)用價值,應(yīng)當有針對性的對其技術(shù)開發(fā)現(xiàn)狀進行分析,進行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),來推動該項技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,為我國電力事業(yè)的綜合發(fā)展保駕護航。
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作者:駱丁菱 單位:貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學院

責任編輯:電力交易小郭
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