基于物联网技术的输电线路在线监测系统

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1、基于物联网技术的输电线路在线监测系统摘要本文详细阐述了物联网技术在输电线路在线监测系统中的应用要点。【关键词】物联网智能电网输电线路在线监测1物联网技术概述1.1概念“物联网”的概念最早是在1999年由麻省理工学院提出，对其的定义也比较简单，即把通过射频识别等信息传感设备与互联网连接从而实现对所有物品的识别和管理的技术称为物联网技术。在物联网正式概念的提出之前，有一个更早的理念，通过装置在各类物体上的电子标签，传感器、二维码等经过接口与无线网络相连，从而给物体赋予智能，可以实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话。人们把这种物体

2、联接起来的网络称为“物联网”。1.2物联网具有的显著特征将物与物以及人与物进行的信息连通是物联网的核心和本质。由此，物联网的显著特征主要通过以下三方面进行体现：1.2.1可感知性6可感知性就是物联网对物体的信息收集功能，即物联网借助于射频识别、二维码和传感器等设备对物体进行感知、捕获等信息收集任务。1.2.2可互通性在通信网络的环境下，一旦将物品接入到信息网络中，那么就能进行物品信息的实时查询和共享。1.2.3智能化智能化是物联网技术的高级特征，借助于各种高级智能计算机技术，物联网能够分析和处理获取到的大量物品信息数据，这大大提升了智能化决策和控制的水

3、平。2物联网在智能电网应用中的基本架构2.1感知层感知层的主要任务是在输变电和配电的各个环节中给各类电力设备安装信息感知设备，这些感知设备通常包括电子标签（RFID）、智能传感器、二维码、红外感应器和激光扫描仪。物联网将所有的电力设备组成一个可连通的大网络，在这个网络环境下建立起统一的感知信息模型，进而将电网设备的数据汇聚到控制器上，最后通过网关将数据存储至电力内网中。2.2网络层6网络层的主要任务是信心传输，并且要保证将信息安全可靠的传输到应用层，对此，可以建立高性能的“终端接入通信网络”，制定网络层“统一通信规约”，兼容各种传输模式来进行传输，将大

4、大提高传输的安全性和可靠性。2.3应用层作为物联网框架结构的核心，应用层的显著特点是实现更深层次的资源共享和应用。这需要应用层来改进自身的数据模型、结构和服务组件，这样才能更好的对物品的信息进行集中的存储和部署。3基于物联网技术和主元分析方法的输电线路故障在线监测系统应用要点主元分析的方法是将所要研究的物品对象投射到这个垂直空间，并且这两个垂直的空间是不想关的，即主元空间和残差空间。基于主元分析的输电线路故障在线监测系统主要包括输电线路设备监测单元，转发基站和数据处理中心三个部分。3.1系统任务3.1.1感知层的任务收集电力设备的实时数据，并将这些数据

5、按照统一的信息模型上传都汇聚控制器中，是感知层的主要任务。感知层收集的实时数据主要包括地线、导线、绝缘子以及杆塔上的监控变量值。3.1.2网络层6将感知层传输的电力设备实时信息安全传输至电力内网，以供各类电力业务调用，这是网络层的主要任务。网络层要将感知层收集的输电线路信息数据上传到数据处理中心，需要借助于一定的传输模式并且要采用统一的通信规约。3.2结果分析基于物联网技术和主元分析的输电线路在线监测系统通过在输电线路上部署各类传感器获取各类设备的实时数据，本文选取8个输电线路设备参数包括：导线拉力、输电线路高压侧温度、输电线路低压侧温度）、接地电阻、

6、导线对地距离，导线舞动频率、铁塔杆件应力和绝缘子风偏。通过将8个输电线路设备参数的实时数据通过感知层和网络层传输到应用层，然后采用主元分析方法对实时数据进行建模分析，判断输电线路是否有故障发生。3.2.1输电线路正常工况建模统计模型的建立，首先要收集输电线路正常工况下的历史信息数据，然后通过采用主元分析方法将正常工况下的主元空间和残差空间进行提取，与此同时要选取合适的主元空间维度，进而建立起输电线路正常工况的统计模型。3.2.2基于物联网技术和主元分析方法的输电线路在线监测6实施在线监测的第一步就是先通过感知层把8个设备的信息数据上传至汇聚控制器，第二

7、步是要借助于网络层将实时数据信息上传至统一的电力内网之中，最后一步便是应用层的任务，应用层要将网络层传输的数据投影到正常工况下的模型，并计算统计变更，比较统计变更值与阀值，这时通常可出现以下比较结果，若是统计变更中有一项数据超过了阀值，那么又可以断定线路发生了故障，若是各项统计变更值都正常，那么则说明输电线路在正常运行，并无故障发生。3.3需要进一步深化研究的内容当前物联网技术在输变电线路在线监测的应用已渐趋成熟，鉴于物联网的显著优势，因此还需进一步发挥其智能电网中的监测作用，对比需对以下方面进行深化：（1）基于RFID、GPS及状态传感器等物联网技术

8、的输变电设备智能监测模型与全景状态信息模型的研究。（2）具有数据存储、计算、联网、信息交互和自