无线传感器在电力系统自动化的应用

【摘要】新形势下，随着电力企业、部门的不断发展，对技术的要求也越来越高，无线传感器网络技术的开发和应用能够有效缓解电力生产的巨大压力。目前，无线传感器网络技术主要应用于电力系统自动化。本篇文章，笔者基于无线传感器网络技术的应用现状，并积极结合实际，进行了系统化的论述，并有针对性的提出了一系列应用策略，提高电力企业生产效率，推动我国电力事业的快速发展。
 

【关键词】无线传感器网络；技术；电力；自动化；应用
 

目前，电力系统主要运用光纤通信、无线通信等通信技术来进行电力生产，无线传感器网络技术则是电力系统实现自动化的关键，该项技术具有很大的应用优势，功能上丰富多样，能够实现实时监测，接受节点信息，并将其有效快速的传输至系统控制中心，有利于实现自动化生产。下文将从多个角度对该技术进行深入分析，努力实现无线传感器网络技术在电力系统自动化中的有效应用。
 

1电力系统通信方式简介
 

为了更好的了解无线传感器网络技术的自动化应用，有必要对电力系统中的通信技术进行一定程度的了解，接下来，对三种主要通信技术进行论述，为该项技术的应用做铺垫。
 

1.1电力线载波技术
 

该技术主要用于电力系统的通信、保护、指挥等各种信息传输任务，将信息和数据转换成高频信号，处理后加载到电力线上，稳定后，选择适当的高压输电线作为传输载体，当然，注意要在接收端安装相应的电力线调制解调器，实现高频信号与电力线剥离的目的。该技术经历了从分立到集成从模拟信号到数字信号的发展历程，实现了更大范围的电力通信，而且具有开设成本低、传输速率快等优点，但是存在传输不稳定、信号衰减等缺陷，需要进一步改进，更新技术。
 

1.2光纤通信技术
 

光纤通信技术带动了电力通信等行业的快速发展，主要应用安全自动控制、电力生产等的业务发展，在电力生产领域发挥着重要作用，目前，我国主要采用OPGW和ADSS这两种光缆，在电力系统市场占据了很大的份额。与电缆相比光纤通信优势显著，能够等量传输几百倍的数据、信息量，传输容量大这一特性符合当今大数据时代的发展需求，也因此取得良好的发展前景，另外，其在传输过程中损耗小，准确性能高。能够起到很好的抗电磁干扰作用，在酸碱等腐蚀、高温等恶劣条件下，仍能够正常工作，维护了电力系统的正常运行。光纤制作主要用到二氧化硅这一原料，造价低廉，节省金属资源。但是有得必有失，光纤通信的分路和耦合灵活度不够，在连接环节有些困难，还需要进一步改进和完善，从而达到理想的性能要求。
 

1.3无线通信技术
 

新形势下，无线通信技术在诸多行业取得的很大的发展，得到了广泛的应用，在电力系统通信方面，无线通信技术主要有无线局域网、超宽带无线技术、多点多信道分布式系统等，这些技术的科学利用使得电力系统得到了较大的优化，它能够在通信区域内移动，能够弥补有线通信空缺，在安装方面较为简单，线路布置简单易操作，投资造价低，能够完成与多种网络的有效连接。但是它抵抗外界电磁干扰的能力有待加强，应对外界障碍等影响因素的能力不足，灵敏程度也有待考量，因此，目前，应当加强其在电力系统中的实际应用，对其不足进行改进，弥补空缺，进一步实现电力系统的高标准的无线通信，推动电力系统各工作环节的共同进步。
 

2无线传感器网络技术
 

目前，我国发展无线传感器网络技术近二十年了，与此相关的研究课题非常之多，建立了一系列研究中心，被我国自然科学基金会批准为重点研究项目，优先发展。从无线传感器网络技术的发展历程不难看出其研究的重要性，以及其在电力系统中的重要应用价值。

我国主要从网络协同信息处理及创新网络总体构架两个方面进行技术攻坚，近年来，通过科学家们的不懈努力取得了一定的科研成果，开始加大无线传感器网络技术的实际应用研究。目前，该项技术被引进到电力自动化系统中去，用于对变电站开关柜、变压器的温度检测，湿度检测，以及加速度传感器电力电缆舞动的监测等，有利于电力系统的优化，以及人工智能化、自动化工程的实现，对我国电力事业的发展起到关键性的作用，需要我们去努力研究，开发创新型无线传感器网络技术。
 

3无线传感器网络技术在电力系统中的应用
 

3.1变电站自动化
 

随着我国经济的快速发展，人们的生产生活对电力的需求不断增加，使得变电站综合自动化系统得以大范围普及，无人值守的模式成为变电站系统改进创新的目标，但是想要实现高度人工智能化和自动化，需要有优质的通信网络来予以支持，其中，无线传感器网络技术能够有效实现对变电站的实时监测，并且能够保证良好的准确度和稳定性。

研究表明，变电站自动化通信网络设备层和间隔层之间的传输速率，以及内部的传输速率分别是250k/s、130k/s，而无线传感器网络的应用，能够保证2M/s的传输速率，完全能够满足变电站自动化系统的正常运行所需的通信网络传输速率。目前，有研究人员将变电站自动化系统和无线传感器网络相结合，在间隔层和变电站层之间应用以太网，形成分簇路由的两层架构模式，并对关键技术进行了攻坚，为无线传感器网络技术在变电站自动化中的应用提供了有效环境。
 

3.2电能质量检测
 

电力系统自动化的实现，少不了电能质量检测的配合，需要有效保证电力系统中电能质量，才能在次基础上提出更高的要求。在电能质量检测方面，主要是对功率因数、谐波等电能数据进行检测，利用无线传感器网络技术，采集到有效数据后快速传输到控制中心，对数据信息进行分析，完成电能质量检测，保证电力系统电力输送的稳定，满足电力系统自动化的有效要求，将系统的整体水平提高到崭新的层次上来。
 

3.3配电网设备监控与故障定位
 

想要实现电力系统自动化，应用无人值守的工作模式，就必须实现对配电网设备的监控和故障定位。首先，利用数据统计的方法分析得出设备正常运行时的工作参数以及对应关系，安装温度、湿度等无线传感器，这样则能够实现配电设备的监控。另外，还必须实现运行过程中的故障定位，通过模拟仿真系统的应用，传感器的传输等，能够在设备出现故障的第一时间进行数据传输，通知控制中心故障位置及具体情况，需要满足准确、快速的要求。
 

3.4输电线路实时监测
 

导线舞动是一种常见的耦合振动，振幅大，容易造成跳闸停电、杆塔倒塌、导线折断等事故的发生，因此想要实现高度自动化，需要实现对输电线路的实时监测，掌握电力输送情况，利用导线舞动多点检测系统，通过对舞动加速度等的分析，有效对误差进行消除，这一过程中，无线传感器节点和网络稳定，能够有限避免线路故障带来的经济损失，推动电力事业的各项发展。
 

4结束语
 

我国的无线传感器网络技术正处于发展阶段，其在电力系统自动化方面有很高的应用价值，应当有针对性的对其技术开发现状进行分析，进行关键技术攻关，来推动该项技术在电力系统中的应用，为我国电力事业的综合发展保驾护航。
 

参考文献
 

[1]滕志军，王中宝，李国强，屈银龙.基于ZigBee的电能质量监测分析系统[J].电测与仪表，2012（02）.

[2]周湶，杨柱石，陈伟根，李剑，马小敏.采用ZigBeePRO无线网络技术的导线舞动多点监测系统设计[J].高电压技术，2011（08）.

[3]王玲，康健，邹宏亮，崔大伟，李晨光.实时电能质量监测系统的构建及应用[J].电力系统保护与控制，2011（02）.

[4]黄新波，罗兵，刘存孝，黎小林，张伟，陶保震，李立浧.采用ZigBee芯片的无线加速度传感器网络节点的实现[J].高电压技术，2010（08）.

[5]王阳光，尹项根，游大海，徐天奇，王博，向寒冰.应用于变电站自动化系统的无线传感器网络技术[J].电网技术，2009（02）.
 

作者：骆丁菱 单位：贵州电子信息职业技术学院