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基于物联网的具有全景功能的全维度设备状态监测系统研究
资料介绍
在智能电网中应用物联网技术,可以有效整合电网信息资源,实现电网信息的精细化和可视化.当前,物联网在电网中的应用相对简单,在电网设备运行监控和电力资产管理中尚无具体应用.针对输变电设备在电网系统中的重要性和智能电网的国家战略,研究基于全景数据的输变电设备状态监测系统,把信息模型引入到输变电设备的物联网中.根据输变电设备全寿命周期管理业务所需的设备全景信息,针对智能变电站设备,提出一个全面的全景信息建模方案,通过仿真分析监测网络的性能.该研究为我国输变电设备状态监测系统的发展提供参考和借鉴.
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（完整内容请下载后查看）第 47 卷 第 16 期
2019 年 8 月 16 日
电力系统保护与控制
Power System Protection and Control
Vol.47 No.16
Aug. 16, 2019
DOI: 10.19783/j.cnki.pspc.181158
基于物联网的具有全景功能的全维度设备状态监测系统研究
艾精文1，党晓婧1，吕启深1，梅春华2，张渊渊2
(1.深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000；2.深圳市康拓普信息技术有限公司，广东 深圳 518034)
摘要：在智能电网中应用物联网技术，可以有效整合电网信息资源，实现电网信息的精细化和可视化。当前，物
联网在电网中的应用相对简单，在电网设备运行监控和电力资产管理中尚无具体应用。针对输变电设备在电网系
统中的重要性和智能电网的国家战略，研究基于全景数据的输变电设备状态监测系统，把信息模型引入到输变电
设备的物联网中。根据输变电设备全寿命周期管理业务所需的设备全景信息，针对智能变电站设备，提出一个全
面的全景信息建模方案，通过仿真分析监测网络的性能。该研究为我国输变电设备状态监测系统的发展提供参考
和借鉴。
关键词：物联网；全景数据；输变电设备；状态监测
Research on full dimension equipment status monitoring system with panoramic function
AI Jingwen1, DANG Xiaojing1, LÜ Qishen1, MEI Chunhua2, ZHANG Yuanyuan2
(1. Shenzhen Power Supply Co., Ltd., Shenzhen 518000, China;
2. Shenzhen Comtop Information Technology Co., Ltd., Shenzhen 518034, China)
Abstract: The application of Internet of Things (IoT) technology in smart grid can effectively integrate grid information
resources and realize the refinement and visualization of grid information. At present, the application of the IoT in the
power grid is relatively simple, and there is no specific application in the operation monitoring of power grid equipment
and power assets management. Aiming at the importance of power transmission and transformation equipment in power
grid system and the national strategy of smart grid, this paper studies the status monitoring system of power transmission
and transformation equipment based on panoramic data, and introduces the information model into the IoT of power
transmission and transformation equipment. According to the equipment panorama information needed by the whole life
cycle management of transmission and transformation equipment, a comprehensive panorama information modeling
scheme is proposed for intelligent substation equipment, and the performance of monitoring network is analyzed through
simulation. This study provides reference for the development of power transmission equipment condition monitoring
system in China.
This work is supported by Science and Technology Project of China Southern Power Grid Co., Ltd. (No.
090000GS62161590).
Key words: Internet of Things; panoramic data; transmission and transformation equipment; condition monitoring
被认为是物联网的重要应用领域之一。输变电设备
0 引言
的安全性影响电网的安全可靠运行。根据近十年来
在现代社会中经济发展和人民生活都严重依赖
于电力，电力是现代城市运行的基础[1]，也是整个
社会经济的基础。 随着智能电网的发展，互联电网
的覆盖范围越来越大，有广泛的互连特点[2]。输变
电设备信息互联是建设智能电网建设的目标之一，
的电网事故统计，电网事故率超过 50%是由输变电
设备故障和自然灾害造成，影 响 着电网的安全运行[3]。
开展输变电设备的物联网业务，包括监测输变电设
备的状态和管理设备生命周期，它不仅需要在线监
测输变电数据，也需要不同设备的信息系统数据作
为辅助支持[4]。它是多维信息，例如设备台账管理、
天气信息、实验数据、地理信息等，但是数据在不
基金项目：南方电网公司科技项目资助(090000GS62161590)
万方数据
艾精文，等
基于物联网的具有全景功能的全维度设备状态监测系统研究
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同的异构系统中以不一致的格式存储[5]。因此，可
能有信息孤岛存在，无法有效利用。此外，各种输
变电、状态监测和生命周期管理设备的分类比较模
糊，各监测系统又没有统一标准。无法准确预测预
警、智能诊断、风险评估、绩效评估[6]。如何解决
上述问题，对实现输变电设备监控系统的集成具有
重要的理论和实践意义。
2
输变电设备的全景信息建模
2.1 全景信息
引入物联网技术用于设备监控和资产管理，大
量数据被采集回来，也带来了大量新数据格式，并
且随着数据流的增加，信息模型也在不断更新[14]
。
电力输变电设备的信息模型需要不断更新[15]。输变
电设备物联网全景信息模型包括很多统一标准和先
进技术，如采集系统、标准数据流模式、标准化编
码模式等，从三个维度描述设备信息(物理空间、信
息空间、应用空间)，根据生命周期管理的需要，提
阐述和分析了输变电物联网体系结构和特点的
基础上，本文新提出基于物联网的全景数据输变电
设备状态监测系统，在输变电设备物联网中引入全
景信息模型，通过仿真软件对所提出的监测网络进
行性能仿真。
出了输变电设备的全景信息[16]
。
输变电设备物联网全寿命周期管理系统的核心
业务如图 2 所示。系统包括设备制造、安装、运输、
运维等流程，贯穿设备采购、施工、建设等业务环
节，其主要功能包括事故风险预防、输变电设备运
行维护、设备寿命周期管理等[17]。因此，系统应获
取尽可能多的设备信息，包括技术要求、法规信息、
工程信息、测试信息等[18]。目前，设备状态诊断分
析系统在综合性、交互性和先进性等方面已经不能
满足系统的需求，生产管理信息系统、调度自动化
系统和在线监控系统是独立的信息管理系统[19]。因
此，全景信息模型的建立是物联网输变电设备生命
周期管理的基础。
1
输变电物联网体系架构
输变电设备物联网的体系结构设计需要将信息
流、业务需求和支持层次结合起来，每个层都可以
相对独立和完整[7]。在标准制定上要详细按照电工
委员会国际标准和物联网行业国际标准，使物联网
输变电设备的体系结构标准和开放[8]。该体系能完
善输变电设备信息系统，建立符合智能电网发展模
式的输变电智能系统，并标准化监控体系[9]。
物联网输变电设备的体系结构如图 1 所示，它
由智能应用层、信息集成层、数据通信层和智能感
知层组成[10]。智能传感层是物联网的实际对外体
现，包括主设备、传感器、标签等，用于完成设备
和环境信息的采集[11]；数据通信层提供透明或解析
数据传输通道；信息整合层是把采集信息进行融合、
存储等[12]；智能应用层由输变电设备全寿命周期管
理系统组成，通过监测设备状态和环境，全面感知
输变电设备运行情况[13]
。
图 2 输变电设备周期管理核心业务
Fig. 2 Transmission and transformation equipment
cycle management core business
2.2 基于 CIM 智能变电站设备全景信息建模
CIM(Common Information Model)是UML文档
化的一系列类图，用于描述各种发电、输电和配电
等环节的主要对象[20]
。
图 1 系统体系架构(物联网)
CIM模型元数据由电力系统资源模型数据和电
力系统资产模型数据组成[21]。根据上述全景信息建
Fig. 1 System architecture (Internet of Things)
万方数据
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