基于物联网技术的智能电力计量系统研究

基于物联网技术的智能电力计量系统研究

张月

内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒供电公司多伦供电分公司 内蒙古锡林郭勒盟多伦县 027300

摘要：随着时代的不断发展，技术的不断进步，然而物联网技术也被广泛的应用。因此，针对智能电力计量系统在应用过程中存在数据采集滞后、数据管理能力差的问题，提出了基于物联网技术的智能电力计量系统，该系统又融入了基于无限深度神经网络模型的大数据处理算法，通过深度挖掘的数学算法实现电力计量数据的分析，同时也实现了电力计量数据的采集、传递和分析，提高了电力计量数据自动化、智能高效管理水平。

关键词：物联网技术；智能电力计量；措施

引言

物联网的发展前景已经得到了全世界的认可，并逐步在各行各业广泛地应用。物联网通过射频识别技术、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按通用或专用协议将任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。无线传感器网络的铺设和通信技术的应用是物联网技术应用的关键。电力行业作为物联网建设的先行者，结合电网系统自身业务特点，通过分阶段开展物联网相关数据接入与应用场景建设，覆盖基建物流、现场维护、综合管理等多个场景，初步实现了物联网技术在电网行业的成功落地，并通过能力开放中心逐步建立起具有电力企业特色的物联网生态。

1.物联网技术简介

物联网是指通过射频识别（RFID）、激光扫描器、生物特征识别、智能传感器、视频监控、卫星定位等信息感知设备，按照约定的协议通过网络连接各种对象，进行信息交换和通信，以实现对象的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网总体上分为感知层、传输层、处理层和应用层4个层次。其中感知层主要负责数据采集，主要指各类传感设备；传输层主要负责数据的传送，主要指各类有线/无线通信技术；处理层主要负责对传感器采集数据的处理和分析；应用层主要指与行业需求结合的物联网系统应用，是物联网技术作用在各行业的基础。物联网不是一项单一的技术，只有以物联网技术为基础经云计算、移动互联等手段实现对物的泛在感知，并将得到的覆盖全面、数量庞大数据通过大数据处理提供给人工智能进行分析，并形成智能应用将结果反馈到现实的事物上，才可以实现从信息化上升到智能化的转变。

2.当前电力计量中存在的问题

2.1计量装置智能化水平偏低

当前，电力企业在计量营销工作中所使用的计量装置智能化水平不足，且多数电力企业出于成本原因不愿对计量装置进行升级改造，影响了供电计量营销工作的发展。传统的电力计量装置灵敏度方面较差，且不具备安全报警等功能，极易引起质量安全的风险。智能化电力计量装置有降低工作误差、提升工作效率以及节约工作成本等优势。随着供电网络不断向智能化发展，当前电力计量装置应当顺应时代发展潮流，向智能化与自动化的方向不断发展。

2.2电压表出现短路或失压

在电力计量装置中出现较为频繁的故障有电压表短路和失压问题。由于电流线圈为电压表十分重要的零配件，在具体使用时，如果长时间处在高负荷状态下则极易引起电压表出现短路，进而使得计算出的电压数值存在误差。此外，如果电压表在制造期间存在瑕疵，就会在后期运作时出现接触不良的问题，这也属于引发装置故障的一类原因。因此，有关工作人员必须要仔细检查电压表，判断其是否存在质量问题，而且还要细致、全面地对电力计量装置的各个零配件实行检测，从而充分保障计量数据的准确性。

3.电力计量资产全生命周期管理方法

(1)在智能电力计量系统中融入物联技术，通过物联网实现实现电力计量设备运行信息采集、信息整合、风险评价、完整性评价、维修与维护、能效评估、计量设备运维管理、监控管理、数据管理、维修和设计等多种数据的综合管理。(2)在物联网技术中加入改进型无限深度神经网络模型，实现电力计量资产数据的全寿命周期管理，深入挖掘电能表相关的不同数据，进而实现电能表全寿命周期管理。基于物联网技术的电力计量资产全生命周期管理系统包括电力设备层、数据处理层和数据应用层，舍弃传统技术的弊端，将物联网技术引入到智能电力计量系统内，实现了电力计量数据的自动化、智能化处理，有效地实现了移动互联技术、人工智能技术和通信技术的结合，将分布式电力设备数据有机结合起来。在电力设备层中，多种不同类型的电力计量数据信息被存储在电力计量资产全生命数据库中，通过数据融合技术将不同类型的数据信息有机融合在一起，用户在分析数据信息时，在电力数据库中抽取数据信息，通过改进型无限深度神经网络模型实现电力数据信息的学习和训练，通过挖掘、分析电力计量数据之间的关系实现电力计量资产全生命周期的分析和挖掘。在数据处理层中，通过大数据算法模型实现不同类型电力数据信息的处理和挖掘，采用深度挖掘的数学算法实现电力计量资产全生命周期数据分析。采用的分析方法是构建无限深度神经网络模型，采用该无限深度神经网模型进行电力计量资产全生命周期数据分析，目的在于提高电力计量资产全生命数据分析的能力，使得用户获取的电力计量宏观资产数据信息或者比较表面的数据信息转换为数学建模分析的方式，将表面数据信息通过微观数据更加深刻体现出来，从而提高电力计量资产数据分析能力。

4.电力计量中的对策

4.1进一步提高电力计量自动化水平

在建设以新能源为主体的新型电力计量系统时代背景下，我国电力企业的智能化水平在进一步提升。电力企业在不断对电网进行有效改造，强化对电网的自动化建设，使电网的智能化水平得到切实提高，进一步增强电网能够达到的社会服务能力。在电网智能化水平提高的同时，进一步推动电力计量装置的智能化改造工作，全力推广智能仪表、智能用电管理终端等设备，实现电网与用电客户的良性互动。同时，对当前存量的计量站点进行改造，使较为陈旧的电力计量站点能够更好地适应智能电力设备，部分使用时间较长的设备应当及时进行更换，电力计量系统的操作程序需要进一步地简化，进而便于智能化计量改造设备的安装与运行。

4.2对电力计量装置的电力状态量因素监测

电流监测的具体操作为：第一步监测三相电流的平衡性。第二步查看工作状态的稳定性，第三步确定断路器是否在合理的部位安装。电流监测数据可以对计量设备的工作情况展开分析，一旦电流数据超出正常范围，应及时排查原因。第二，监测开关量排查电力计量是否正常。该检测方法适用于任何模式的计量设备破坏，通过对计量开关量变化都能够准确分析出问题是否发生在电表装置内部。如果是计量设备出现问题，会发出相应的提示信号。例如型号与原来不一致，就可以判断是计量设备出现了异常。计量开关的检测内容有电流和电压两项，所以，通过计量开关检测可以准确判断计量设备是否出现异常。第三，监测计量状态是否正常。在检测过程中可以通过环境的变化来辨别是否计量设备自身的原因。环境监测内容分为内、外两个部分的管理。内部环境主要是通过前期记录数据和现阶段工作状态对比，如果数据偏差率较大，则运行状态发生了异常。外部环境变化主要是计量设备工作状态的变化，比如周边的温湿度以及压力变化等。

结语

物联网技术在电力计量系统和各行各业都具有非常广阔的应用前景。未来物联网技术必将与智能电网进行更多的渗透与融合，通过物联网能力开放中心打造物联网生态，提高物联网技术的应用水平和落地场景，不断形成具有电网特色的物联网核心技术，并将其进行深层次的推广，以配套的服务工程来完善智能电网的服务质量和服务水平，为国家和社会带来更大的效益。

参考文献：

［1］高鑫，凌强，张力，等．利用无线物联网技术实现智能电力计量［J］．信息技术，2020(1):163-166．

［2］史天运，孙鹏.铁路物联网应用现状与发展[J].中国铁路，2021(12):1-6.