1、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
2、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
3、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-SCDMA McWiLL 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
4、用不 明显 电流（A） 通信距离（M ） 信号强度（dBm ） 接 收成功 率 1000 50 -70-75 100% 100 -92 45% 500 10 -45-50 100% 50 -73 100% 100 -93 45% IEEE 802.15.4 在高压 环境中 的表现 表格摘 自 Management of Existing Overhead Lines WG Meeting，July 29, 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
5、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
6、 互联、互通、 互动 A B D 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 GIS SF 6 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IEC 61850 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
7、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
8、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
9、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！
