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第四讲：智能输变电信息通信技术华北电力大学通信技术研究所孙毅智能电网•利用信息技术和新能源技术对传统电网进行改造智能电网的信息化解决方案配电变电输电信息应用信息处理信息传输感知延伸互动线路状态视频安全气象条件一次设备二次设备潮流分布电能质量链式传感网极端环境传感网大规模传感网电力宽带专用网（光纤/宽带无线接入）+3G电力综合信息平台数据库导线状态分析杆塔状态分析气象条件分析一次设备状态分析二次设备状态分析输电线路检修变电站检修用电计量考核居民用电电能调度管理电能质量控制配电自动化精细用能管理信息双向互动用户用电信息计量管理智能电网标准制定电力相关应用系统分类电力生产过程发电厂输电线变电站配电网用户电厂自动化变电站自动化配电自动化调度自动化计量自动化企业信息化用电信息采集输电线路在线监测输变电系统在电力系统中的位置（1）智能输电系统输电线路在线监测技术：绝缘子在线监测导/地线在线监测输电线路通道环境监测杆塔在线监测2008年冰雪灾害输电线路在线监测传感器安装示意图无线传感器节点输电线路在线监测传感器安装示意图节点部署于高空高压电网条件苛刻的环境中，节点能够长期高效采集有效数据，从而免去人工检查的繁琐工程和维护次数，并且减少有线监控的高额成本。用于监测大跨据输电线路的应力、温度和震动等参数。每个传感器节点部署在高压输电线上，而网关固定在高压输电塔上无线传感器节点输电线路在线监测传感器安装示意图面向输电线安全监控的传感器面向输电线安全监控的链式传感网TD-SCDMAMcWiLL应用环境•环境因素–户外环境•气象因素(温度、雨雪)变化会引起通信质量的变化–电磁干扰•研究表明,高压输电线路对无线通信的干扰作用不明显电流（A）通信距离（M）信号强度（dBm）接收成功率100050-70~-75100%100~-92~45%50010-45~-50100%50~-73100%100~-93~45%IEEE802.15.4在高压环境中的表现表格摘自ManagementofExistingOverheadLinesWGMeeting，July29,2009光纤光纤接入光网络的无线网络基站接入光网络的无线网络基站无线中继基站视频采集模块基于感应取电的应用方案接入光网络的无线网络基站(2)智能变电站设备在线监测什么是智能变电站智能：人性化依托：数字化站先进技术：传感、信息、通信、人工智能目标：信息化、自动化、互动化智能变电站是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。智能变电站定义一次设备智能化全站信息网络化、数字化C信息共享标准化D自诊断、自治愈智能断路器、电子式互感器等采集、传输、处理、输出IEC61850统一标准、统一建模互联、互通、互动ABD高级应用自动化、互动化D坚强可靠的变电站E智能变电站的特征智能变电站的主要技术特点变电站基于IEC61850的通信系统传统变电站对一次设备状态监测考虑得很少。控制中心层变电站自动化层GISSF6传感器变压器传感器OHL传感器其它状态监测传感器变压器监测变电站自动化OHL监测其它监测信息模块信息模块信息模块接口GIS监测•以设备为对象的智能节点信息采用IEC61850协议接入智能变电站系统。•控制中心层：通过统一信息模型掌握变电站系统及设备的状态。突出一次设备状态检测、智能评估及预警智能变电站的通信系统智能变电站一次设备在线监测•监测对象–变压器•油色谱分析、油温、变压器铁芯接地、局部放电、变压器套管介质损耗等–断路器•六氟化硫气体监测、绝缘、断路器触头动作速度和行程等–避雷器•漏电流检测UHF局部放电监测三相绝缘监测单相绝缘监测光纤测温一次设备在线监测一体化信息平台主变：油色谱分析、油温、铁芯接地、局部放电、套管介损等断路器：局部放电、SF6气体压力、泄漏、湿度等氧化锌避雷器：阻性电流、总泄漏电流变电站极端环境下的传感器网络恶劣的变电站环境挑战性问题：极端环境下保证网络传输的可靠性•遮挡屏蔽环境•高振动•高湿度•极限温度–-40~+85℃•高电磁噪声–电动机、变频器等–对讲机–开关电火花智能变电站其它应用系统安全防护门禁电子围栏环境监控及控制温度湿度浸水空调控制灯光控制风机控制火警监测烟雾相关设备控制图像监控现场图像远程控制、告警联动录像、画面切换智能变电站辅助控制系统温湿度传感器浸水传感器对射烟雾门禁进门读卡器环境监测及控制系统基于视频识别的安全防护系统•电力现场视频智能识别与监控变电站巡检机器人主要应用于室外变电站代替巡视人员进行巡视检查。该机器人系统可以携带红外热像仪、可见光CCD等有关的电站设备检测装置，以自主和遥控的方式，代替人对室外高压设备进行巡测，以便及时发现电力设备的内部热缺陷、外部机械或电气问题。智能机器人巡检智能电网的信息化解决方案配电变电输电信息应用信息处理信息传输感知延伸互动线路状态视频安全气象条件一次设备二次设备潮流分布电能质量链式传感网极端环境传感网大规模传感网电力宽带专用网（光纤/宽带无线接入）+3G电力综合信息平台数据库导线状态分析杆塔状态分析气象条件分析一次设备状态分析二次设备状态分析输电线路检修变电站检修用电计量考核居民用电电能调度管理电能质量控制配电自动化精细用能管理信息双向互动用户用电信息计量管理智能电网标准制定谢谢！