物联网+配网智能运维的创新技术研究

物联网+配网智能运维的创新技术研究

朱青浩 ,周迪 ,郭兆阳

山东德源电力科技股份有限公司  山东省济南市  250000

摘要：随着信息技术的快速发展和智能设备的广泛应用，物联网作为连接物理世界和数字世界的桥梁，正逐渐渗透到各个领域，为许多行业带来了巨大的变革和机遇。探索物联网与配网智能运维相结合的创新技术，可以提高电力配网系统的运维效率、供电可靠性和安全性。推动物联网技术在能源领域的应用，对促进能源行业的可持续发展都具有重要的意义。

关键词：物联网；配网智能运维；创新技术；研究

引言

传统的电力配网系统通常是靠人工巡检和经验判断来进行运维管理和故障排除。然而，随着电力网规模的不断扩大和电力负荷的增加，传统运维方式已经难以满足现代配网系统对高效、安全、可靠运行的需求。因此，物联网技术的引入为电力配网智能运维提供了新的解决方案。

1物联网在配网智能运维中的应用

物联网技术通过传感器在配电设备上部署，实现对电压、电流、温度、湿度等参数的实时监测。运维人员可以通过云平台或移动终端对设备进行远程控制和调整，实现远程开关操作、设备启停和电力调控，从而提高运维效率。物联网传感器不仅可以实时监测设备的运行状态，还能对设备的异常情况进行故障监测。通过收集历史数据，并结合人工智能算法进行数据分析，可以预测潜在的故障，提前采取措施防范停电事故的发生。物联网技术可以对电力负荷进行实时监测和预测，帮助优化配电网络的负荷分布和调整。通过智能优化运算，实现电力资源的合理配置，降低系统的能耗，并优化电网运行状态。物联网技术可监测配电设备的运行状态和安全隐患，对异常情况进行及时报警。例如，可以监测电力设备的过载、短路等异常状态，并及时发送报警信息给运维人员，以便及时处理问题。

2物联网在配网智能运维中的优势和挑战

优势：物联网技术通过传感器实时监测电力设备和配电网络的状态和运行数据，提供更准确、全面的设备信息，使运维人员能够及时发现问题并作出相应响应。物联网使得配网设备的远程控制成为可能，运维人员可以通过云平台或移动终端对设备进行远程操作和调整，提高运维效率，减少巡检和维护的成本。物联网技术结合大数据和人工智能，可以对设备数据进行深度分析，实现设备故障的预测和预警，有助于提前采取措施，避免事故的发生，提高供电可靠性。物联网技术可以实现对大量数据的实时分析和处理，帮助运维人员做出更科学、更有效的运维决策，优化设备维护计划和运行策略。通过实时监测电力负荷和配电网络运行状态，物联网技术可以实现电网的智能调控和负荷优化，节约能源和降低运营成本。

挑战：物联网在配网智能运维中产生的数据量庞大，对数据的采集、传输和存储都提出了较高的要求。需要应对海量数据的高效处理和管理。物联网涉及大量敏感数据，如电力设备状态、用户信息等，对数据的安全和隐私保护提出了严峻挑战。需要采取有效的安全措施来防范潜在的威胁。传感器是物联网的核心组成部分，但其可靠性和精度直接影响到数据的准确性和系统的稳定性。确保传感器的质量和可靠性是一项重要任务。目前物联网技术仍处于不断发展和完善的阶段，各种设备和系统的互操作性不足，需要统一的技术标准和规范。物联网技术涉及多个领域的知识，需要具备跨学科的综合能力的人才，培养和吸引相关领域的专业人才是一项长期的任务。

3物联网+配网智能运维创新技术研究分析

3.1数据采集与传输优化技术

（1）低功耗传感器节点设计与布局。低功耗传感器节点的设计和布局是为了延长传感器的电池寿命，降低维护成本，并确保传感器节点在配电网中的广泛应用。在设计过程中，选择功耗较低的传感器芯片，尽量降低传感器的能耗。采用节能的供电方案，如太阳能、能量回收等，减少传感器节点对电池的依赖，延长电池寿命。合理设置传感器的数据采样频率，避免不必要的数据采集，降低功耗。在传感器不工作时，进入低功耗休眠状态，以节省能源。传感器节点可以在本地对数据进行处理和压缩，减少数据传输的负荷，降低能耗。根据配电网的实际情况，合理布置传感器节点，保证数据采集的全面性和准确性，同时降低能耗。（2）数据传输协议选择和优化。数据传输协议是物联网中数据从传感器节点到云平台或中心控制系统的传送方式和规范。为了确保数据传输的高效率和可靠性，需要选择适当的传输协议并进行优化。根据配电网的规模、传输距离和实时性要求，选择合适的传输协议，如Wi-Fi、蓝牙等。在数据传输过程中，采用数据压缩和加密技术，减少传输数据量，提高传输效率和安全性。

3.2大数据分析与智能决策技术

一是，数据预处理和清洗。数据预处理和清洗是大数据分析的重要步骤，它们有助于减少数据噪声和错误，提高数据的质量和准确性。由于传感器节点采集数据的实时性，可能会出现重复数据，需要进行去重处理，避免重复计算。传感器数据采集可能因为信号丢失或其他原因导致数据缺失，需要进行合理的缺失值处理，如插值、均值填充等。传感器数据可能受到环境因素或干扰影响，导致数据产生噪声，需要通过滤波等技术降低噪声对分析结果的影响。将采集的原始数据进行合适的转换和归一化处理，以确保数据具有统一的量纲和分布特性。二是，故障诊断与预测算法研究。故障诊断与预测算法是配网智能运维的核心技术之一。其目标是通过对历史数据和实时数据的分析，识别设备的异常行为和故障模式，预测潜在故障，并提供相应的预防措施。通过大数据分析技术，提取设备故障的特征和规律，构建故障特征库。基于历史数据和设备运行状态，采用时间序列分析、预测模型等方法，实现设备故障的预测和预警。三是，智能运维决策支持系统设计。智能运维决策支持系统是整个智能运维体系中的关键组成部分。该系统基于大数据分析和智能决策算法，将数据处理、故障诊断与预测的结果整合，为运维人员提供决策支持和优化方案。设计用户友好的界面，方便运维人员实时查看数据和故障预警信息。将故障诊断与预测的算法集成到决策支持系统中，实现自动化的故障分析和优化决策。

3.3安全与隐私保护技术

安全与隐私保护技术在物联网+配网智能运维中尤为重要。由于配网涉及到大量敏感数据和关键设备，保护数据的安全和隐私是必不可少的。采用数据加密技术，对传感器数据和通信数据进行加密处理，确保数据在传输和存储过程中不被未授权的人员访问和解读。制定合理的隐私保护策略，包括数据访问权限控制、数据匿名化、数据脱敏等，限制对敏感信息的访问，降低数据泄露风险。确保数据在存储过程中的安全性，使用加密存储或分布式存储技术，保护数据不受非法访问和篡改。在物联网+配网系统中，通过身份认证技术，确保只有授权的设备和用户才能接入系统，防止未经授权的访问。在网络通信过程中，采用安全的数据传输加密技术，如SSL/TLS协议，保护数据的机密性和完整性，防止数据泄露和篡改。通过防火墙和入侵检测系统，实时监测网络流量，发现并阻止可能的网络攻击和入侵行为。制定安全通信协议，规定数据传输的规范和安全机制，确保通信过程中的安全性。

4结论

物联网+配网智能运维的研究具有重要的理论和实践意义，可以为电力配网系统的现代化建设和优化提供可行性和指导性的技术方案，为能源行业的高质量发展做出积极的贡献。

参考文献：

[1]黄峰鹤,肖芳竹,张彦,王雪涵. 物联网设备配网可靠性的验证方法研究[J]. 通信管理与技术,2021,(05):9-11+15.

[2]李聪华. 物联网技术在电力配网智能监控管理中的应用研究[J]. 江西电力职业技术学院学报,2021,34(01):3-4.