無線傳感器在電力系統自動化的應用
【摘要】新形勢下,隨著電力企業、部門的不斷發展,對技術的要求也越來越高,無線傳感器網絡技術的開發和應用能夠有效緩解電力生產的巨大壓力。目前,無線傳感器網絡技術主要應用于電力系統自動化。本篇文章,筆者基于無線傳感器網絡技術的應用現狀,并積極結合實際,進行了系統化的論述,并有針對性的提出了一系列應用策略,提高電力企業生產效率,推動我國電力事業的快速發展。
【關鍵詞】無線傳感器網絡;技術;電力;自動化;應用
目前,電力系統主要運用光纖通信、無線通信等通信技術來進行電力生產,無線傳感器網絡技術則是電力系統實現自動化的關鍵,該項技術具有很大的應用優勢,功能上豐富多樣,能夠實現實時監測,接受節點信息,并將其有效快速的傳輸至系統控制中心,有利于實現自動化生產。下文將從多個角度對該技術進行深入分析,努力實現無線傳感器網絡技術在電力系統自動化中的有效應用。
1電力系統通信方式簡介
為了更好的了解無線傳感器網絡技術的自動化應用,有必要對電力系統中的通信技術進行一定程度的了解,接下來,對三種主要通信技術進行論述,為該項技術的應用做鋪墊。
1.1電力線載波技術
該技術主要用于電力系統的通信、保護、指揮等各種信息傳輸任務,將信息和數據轉換成高頻信號,處理后加載到電力線上,穩定后,選擇適當的高壓輸電線作為傳輸載體,當然,注意要在接收端安裝相應的電力線調制解調器,實現高頻信號與電力線剝離的目的。該技術經歷了從分立到集成從模擬信號到數字信號的發展歷程,實現了更大范圍的電力通信,而且具有開設成本低、傳輸速率快等優點,但是存在傳輸不穩定、信號衰減等缺陷,需要進一步改進,更新技術。
1.2光纖通信技術
光纖通信技術帶動了電力通信等行業的快速發展,主要應用安全自動控制、電力生產等的業務發展,在電力生產領域發揮著重要作用,目前,我國主要采用OPGW和ADSS這兩種光纜,在電力系統市場占據了很大的份額。與電纜相比光纖通信優勢顯著,能夠等量傳輸幾百倍的數據、信息量,傳輸容量大這一特性符合當今大數據時代的發展需求,也因此取得良好的發展前景,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,在連接環節有些困難,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
新形勢下,無線通信技術在諸多行業取得的很大的發展,得到了廣泛的應用,在電力系統通信方面,無線通信技術主要有無線局域網、超寬帶無線技術、多點多信道分布式系統等,這些技術的科學利用使得電力系統得到了較大的優化,它能夠在通信區域內移動,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,能夠完成與多種網絡的有效連接。但是它抵抗外界電磁干擾的能力有待加強,應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,應當加強其在電力系統中的實際應用,對其不足進行改進,彌補空缺,進一步實現電力系統的高標準的無線通信,推動電力系統各工作環節的共同進步。
2無線傳感器網絡技術
目前,我國發展無線傳感器網絡技術近二十年了,與此相關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,優先發展。從無線傳感器網絡技術的發展歷程不難看出其研究的重要性,以及其在電力系統中的重要應用價值。
我國主要從網絡協同信息處理及創新網絡總體構架兩個方面進行技術攻堅,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絡技術的實際應用研究。目前,該項技術被引進到電力自動化系統中去,用于對變電站開關柜、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測等,有利于電力系統的優化,以及人工智能化、自動化工程的實現,對我國電力事業的發展起到關鍵性的作用,需要我們去努力研究,開發創新型無線傳感器網絡技術。
3無線傳感器網絡技術在電力系統中的應用
3.1變電站自動化
隨著我國經濟的快速發展,人們的生產生活對電力的需求不斷增加,使得變電站綜合自動化系統得以大范圍普及,無人值守的模式成為變電站系統改進創新的目標,但是想要實現高度人工智能化和自動化,需要有優質的通信網絡來予以支持,其中,無線傳感器網絡技術能夠有效實現對變電站的實時監測,并且能夠保證良好的準確度和穩定性。
研究表明,變電站自動化通信網絡設備層和間隔層之間的傳輸速率,以及內部的傳輸速率分別是250k/s、130k/s,而無線傳感器網絡的應用,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的正常運行所需的通信網絡傳輸速率。目前,有研究人員將變電站自動化系統和無線傳感器網絡相結合,在間隔層和變電站層之間應用以太網,形成分簇路由的兩層架構模式,并對關鍵技術進行了攻堅,為無線傳感器網絡技術在變電站自動化中的應用提供了有效環境。
3.2電能質量檢測
電力系統自動化的實現,少不了電能質量檢測的配合,需要有效保證電力系統中電能質量,才能在次基礎上提出更高的要求。在電能質量檢測方面,主要是對功率因數、諧波等電能數據進行檢測,利用無線傳感器網絡技術,采集到有效數據后快速傳輸到控制中心,對數據信息進行分析,完成電能質量檢測,保證電力系統電力輸送的穩定,滿足電力系統自動化的有效要求,將系統的整體水平提高到嶄新的層次上來。
3.3配電網設備監控與故障定位
想要實現電力系統自動化,應用無人值守的工作模式,就必須實現對配電網設備的監控和故障定位。首先,利用數據統計的方法分析得出設備正常運行時的工作參數以及對應關系,安裝溫度、濕度等無線傳感器,這樣則能夠實現配電設備的監控。另外,還必須實現運行過程中的故障定位,通過模擬仿真系統的應用,傳感器的傳輸等,能夠在設備出現故障的第一時間進行數據傳輸,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輸電線路實時監測
導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、導線折斷等事故的發生,因此想要實現高度自動化,需要實現對輸電線路的實時監測,掌握電力輸送情況,利用導線舞動多點檢測系統,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,無線傳感器節點和網絡穩定,能夠有限避免線路故障帶來的經濟損失,推動電力事業的各項發展。
4結束語
我國的無線傳感器網絡技術正處于發展階段,其在電力系統自動化方面有很高的應用價值,應當有針對性的對其技術開發現狀進行分析,進行關鍵技術攻關,來推動該項技術在電力系統中的應用,為我國電力事業的綜合發展保駕護航。
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作者:駱丁菱 單位:貴州電子信息職業技術學院

責任編輯:電力交易小郭
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