智能電網的概念

現在我們國家對智能電網很重視，智能電網領域也取得了非常顯著的成績，在國際上中國智能電網技術也具有非常領先的地位。智能電網的主要目的就是避免停電損失、提高能源安全和客戶服務質量，我們公司就是圍繞這些需求開展智能電網的工作，部署智能電網技術，幫助電力企業進行技術創新，并實現電力企業的技術轉型。

在2003年的時候，美國能源部就提出電網現代化的要求，發布了智能電網2030計劃，并且在2009年把智能電網提升為美國的國家戰略。物聯網作為智能電網信息感知的核心部分，在智能電網應用中有著非常廣闊的前景。2009年5月，國家電網公司明確提出要建設具有信息化、自動化、互動化的智能電網，計劃到2020年全面建成統一堅強的安全智能電網體系。目前已經啟動了斥資三千億的建設計劃，并且實施了一系列的應用工程建設。通過在智能電網中引入物聯網技術，可以對電網相關的外界因素進行感知，構建傳感網的監測網絡對影響變電站運行的因素進行全方位的監測和響應。

感知集團的智能變電站解決方案是在物聯網大潮時期提出的，并且專門成立了一個公司來負責智能變電站的項目，現在已經發展到了發電、輸電、用電等一系列項目的解決方案。目前在感知集團電網領域的產品有智能輔助管理平臺，變點環節的產品有變電站設備，包括水溫、氣體的溫度的傳感器，輸電環節的防護防盜的傳感器，用電環節的智能先鋒和一些解決方案，還有核心智能電網系統和地下電力電纜標識管理等，這些都屬于核心產品和解決方案。

智能變電站的監測和輔助系統主要是基于IEC61850協議將變電站的相關信息采集上來，在數字急控中心進行預警、處理和反饋。變電站的主要組成部分包括智能管理，關鍵設備在線狀態監控、避雷器、電流監測、動力環境的監控和視頻監控。智能變電站系統有一個智能管理軟件平臺，這個平臺通過對采集上來的變電站的信息進行分析之后，幫助監控人員對站內的狀況進行監控，提供及時可靠的監控支撐能力。此外還部署了超低功耗的無線傳感器網絡，以降低溫濕度傳感器等全壽命無須更換電池的傳感器的功耗。還有視頻監控和防入侵系統、多傳感器協同和感知聯動的防入侵系統。感知集團承擔了一個重點示范工程：國網公司的第一個220千伏的全數字智能變電站的示范項目，這個項目運用了帕瓦公司的狀態監測和輔助系統解決方案，還包括一些傳感器和急控中心監控平臺。

帕瓦在變電、配電和輸電領域的應用

首先是溫度傳感器溫度在線監測系統，主要基于自行研發的溫度傳感器在線監測電網的溫度狀態信息，傳到控制主機最后到急控平臺上。

采暖通風子系統。由于電站設備對溫度、濕度要求比較高，我們研發了采暖通風子系統，結合無線溫濕度傳感器對設備和環境進行溫濕度的監測，并且提供自動控制通風和空調系統的運行。

視頻監控和安全警衛子系統。主要是對電站周圍進行視頻監控和運用振動傳感器防入侵設備來實現安全防護。智能巡檢認證的子系統，通過圖象監測和智能圖象識別來保證巡檢員的巡檢質量。防誤入間隔子系統，在一些工作區部署一些圖象傳感器，通過智能圖象識別來防止人進入禁止區域。

泄漏在線監測子系統。這個子系統由監測節點、控制器、協同感知監控平臺組成，主要是檢測電站的氣體泄漏。

氣體溫水監測子系統，主要是用來對氣體和漏水進行監測。

及時位水監測子系統，主要是對變壓器的位水進行監測，實時的數據采集和報警。

變壓器有色譜在線檢測子系統，是通過智能傳感器對變壓器四相色譜進行分析。

無線避雷器的在線檢測子系統。這個系統由主機和骨干節點、無線電壓傳感器節點、無線避雷器泄漏電流傳感器組成，部署以后能實時監測到避雷器的工作狀態，防止避雷器的故障。

無線傳感器數據傳輸基站是一種通過無線方式對相關傳感信息進行采集的傳輸基站，采集了之后通過2.4G或者是S485把采集到的信息傳送到數據中心。

輸電環節的產品和應用解決方案。主要研發了防盜螺栓、地埋振動傳感器等一系列傳感器，用來防止在輸電過程中出現如輸電塔螺栓被盜、輸電塔傾斜和不明物體接觸到輸電路等問題的發生。

傾角傳感器可以識別出一毫米的傾斜，一個五十米高的輸電塔如果發生了傾斜，通過這個傳感器就可以檢測出來并把信息輸送給相關部門。從圖片上和一角硬幣的對比我們可以看出，這個設備是非常小的，現在這些設備都已經部署到無錫的輸電系統中了。

防盜螺栓。輸電塔上的螺栓在被盜之后容易引起輸電塔的傾倒，所以螺栓的安全非常重要。我們研發的智能防盜螺栓設備具有防盜功能，該設備可以檢測十到二十米范圍內人的活動，一旦發生拆卸螺栓的行為，該設備就會立刻把消息傳到監控中心并自動報警。

變壓變化傳感器對電壓變化情況的檢測，并且進行實時在線分析。壁掛振動傳感器通過振動監測保護物周圍人和車輛的情況，達到防入侵的目的;地埋傳感器也是防入侵的設備;線路故障的傳感器，主要用于中高壓的輸配電線路上，可以檢測短路和接地故障。

對環境的感知。風速風向傳感器、導向溫度和環境溫度濕度的傳感器，這些儀器通過對輸電線路的氣象環境監測，包括溫度、濕度、風速、一些塔架的傾角綜合監測，來保證輸電線路的正常運行。

組網方案，電力輸電和配電傾角的測量，采用多種類型傳感器的方式實現故障的綜合判定。

用電環節的產品和應用系統，主要有智能前風管理系統，該系統是安裝在電表上的，用來防止對電表的私自拆裝。

戶外端子進行監控，如果檢測系統所處的環境晝夜溫差比較大、空氣潮濕的會造成凝露，我們這個系統就可以實時檢測到凝露并報警。

智能鎖具，針對現在變電站內端子箱鎖具不統一研發鎖具的情況，這樣可以用一把物理鑰匙就能實現一把邏輯鑰匙開啟唯一邏輯鎖具的功能。智能鎖具的工作原理主要有這幾部分：智能鎖具的管理模塊、傳感器的網絡智能鎖具和智能鑰匙。

輸電環節的應用。主要是電纜和電纜隧道的監控系統，系統對電纜的溫度、濕度、有害氣體等進行監測，實現對風機、水泵系統的監控，終端配件時還包括測溫光線。