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摘要：经济的发展，促进社会对电力的需求也逐渐增加，这有效地推动了电力企业的发展。配电网直接联系用户，其可靠供电能力和供电质量既是电力企业经济效益的直接体现，又對应着不可估量的社会效益。配电线路在线监测作为配电自动化的一个重要内容，对提高供电可靠性有很大影响，也得到了越来越多的重视。本文就物联网技术下的配电线路在线监测系统应用展开探讨。
关键词：物联网;配电线路;在线监测系统
引言
配电线路发生故障后，采用传统巡线方式查找故障点费时费力，要改变这种现状，必须依托现代数字通信技术、在线监视自动测量技术和地理信息技术等，建立一套完善的配电线路在线监测系统，并集成PMS系统、GIS平台、配网抢修平台、配网自动化系统等应用，实现配电线路运行状况在线监测和故障实时告警，快速定位配电线路故障位置，协助抢修人员迅速赶赴现场，排除故障，及时恢复正常供电，从而达到故障告警实时化、配电线路监测可视化、配网抢修智能化、数据分析自动化、线路运行管理精细化的目的，进而大大提高抢修人员的工作效率，提升供电可靠性。
1 物联网技术概述
顾名思义，物联网就是物体连接的网络。但物联网连连接的不仅是物体与物体，还可以对物体和人进行连接。但是无论是哪种方式连接，都需要接入无线网络中，才能充分发挥其作用。物联网技术就是通过信息传感设备与互联网连接，实现对物品的管理和识别。物联网是利用网络，使物体实现智能化的一种管理检测系统模式。物联网模式应用在输配电线路中，可以更好的检测线路出现故障及问题，以便于及时的排出故障。由于智能化是未来科技发展的重要方向，智能电网也是在不断发展过程中。因此，要掌握物联网核心技术的基础上，科学的运用在实际生活和工作中，使物与物以及人与物进行信息联通。物联网具有以下特点：（1）物联网具有感知性的特点，可以收集物体信息。（2）物联网具有互通性的特点，物联网可以对接入网络的物品进行信息的查询和共享。（3）物联网具有智能化的特点，这也是其最主要的特点，物联网可以利用智能计算机技术，对物品的信息数据进行分析和处理，这极大的节省了人力成本，提升了其自动控制能力，有效提高智能化决策水平。
2 在线监测系统的组成
2.1故障指示器及其与终端通信的方式
故障指示器用于监测架空线路或电缆的负荷电流、对地电场强度、故障电流、线缆温度等，故障指示器到终端的通信采用双向短距离无线调频（跳频）通信方式进行，各终端厂家采用私有的通信规约，使用420MHz～470MHz无线频段（自动跳频），通信范围约10m。
2.2主站系统
在线监测系统主站是实现配电网运行、管理、故障分析等主要应用的载体，主站通过通信系统实时采集配电终端（FTU）的各项监控数据，实现对配电线路的故障研判和定位，形成告警信息。同时，完成与PMS系统、GIS平台、配网抢修平台、配网自动化系统的数据交互，它具备常规自动化系统的配电主站和配电子站的部分功能。
2.3通信终端及远程通信信道
通信信道主要采用GPRS/CDMA等接入点名称（APN）无线专网模式;采用国网通信规约（《国网电力公司配电线路数据采集终端通信协议》），通信要求支持电力公司专网SIM卡，实时在线（加电自动上线，掉电恢复后自动重拨）。通信终端主要由采集模块与通信模块组成，主要功能是采集故障指示器发送的数据并进行本地故障分析，然后将采集数据与故障告警由通信模块发送给主站。根据《国家电网公司智能电网信息安全防护总体方案》要求，终端须安装国家电网公司统一研发的终端安全专控软件和安全加密卡，实现与安全接入平台的双向身份认证。
3 基于物联网技术的配电线路在线监测系统总体设计
3.1系统功能设计
（1）配电线路非电量和微气象在线监测。利用传感器在线采集并传输配电线路相关参数，如：杆塔倾斜角、温度、湿度、光照强度等，计算不同光照强度监测区域内太阳能光伏板的平均功率，确保系统监测节点的安全稳定性。（2）配电线路监测数据传输分析。利用传感器进行配电线路运行状态检测量的周期性采集工作，对配电线路状态数据进行实时传输、访问、下载、统计和分析，及时获悉配电线路运行状态及预警信息，确保配电线路的合理规划。（3）配电线路监测系统终端节点的功率估算。由传感器芯片功率、监测周期、传感器持续工作时间为依据，进行配电线路监测终端节点功率的估算，获悉有效光照时间，由此估算蓄电池容量，确定蓄电池更换时间，保证终端节点运行的安全稳定性。
3.2改变配网运行方式，提高配网供电可靠性
一方面通过系统的建设在一定程度上替代传统的线路巡查方式，及时发现故障隐患、快速消除隐患，提高配电线路运行的可靠性;另一方面，通过系统的建设，缩短了故障发生后的发现、分析、定位、抢修时间，进一步提升了配网运行可靠性。
3.3系统总体架构设计
基于物联网的配电线路在线监测Lora系统应用于系统目的监测点和网关节点之间，主要应用于STM32处理器、射频收发器、RS45模块接口和以太网接口等设备，实现摄像头电源通断管理和通信箱无线接入开关管理，采用星型组网或多跳组网的方式，远程监测输电线路现场状态和设备运行状态。GPRS无线通信应用于系统数据中心和数据终端单元的设备之中，如：日历时钟模块、PC机及其电源、LCD液晶显示设备等，用于查询命令的设置及响应监测终端的请求，并将被监测设备的状态信息回送给数据中心。系统终端节点设置于配电线路的杆塔上，通过预设指令周期性唤醒的方式，实现不同传感器的链接，进行配电线路运行状态数据的实时在线采集，并进行数据信息的实时处理和发送。其中：路由器节点主要负责网络中的数据路由，扩展网络通信距离。协调器节点将各子节点发送的数据传输至GPRS通信模块，再将配电线路运行状态数据上传至网络服务器IP，满足用户即时访问和数据读取的需求。
4 物联网技术在配电线路在线监测系统的发展趋势
随着科技技术的不断发展，全球已经进入互联网时代，推动物联网技术在配电线路在线监测系统的应用，其应用也日趋完善。对于未来的发展趋势主要包括：（1）建立系统的配电设备智能监测模型，并加强状态信息模型的研究。（2）全球已经进入信息化时代，大数据受到越来越多人的重视，配电线路在线监测系统对数据分析、处理及交互方面的需求不断提高，因此要研究一体化智能监测系统，使其具有自治协同能力。（3）配电线路在线监测系统建设的基础是全站设备状态信息通信技术，未来将在物联网在线监测通信和信息集成技术方面加大投入，并统一有线/无线通信接口。（4）互联网技术的发展促进了在线监测系统硬件的发展，目前电力传感器主要是光纤传感，因此未来需要加大对电力专用传感器的研究。（5）在配电识别状态监测中，需要依据系统要求加强监测设备的监测可靠性。（6）随着可视化系统的发展，应引进三维立体全景全息可视化系统等技术，使监测系统的工作可视化。（7）建设大数据系统并实现信息互通，应引进“云”技术，对基于物联网技术的配电线路在线监测系统的模板进行优化，云技术的应用可以极大提升监测系统的全周期管理效率。
结语
综上所述，物联网技术下的配电线路在线监测系统实现对配电线路运行参数的在线监测，估算系统各终端节点的能耗及蓄电池容量。后续还要不断深化系统的抗干扰分析，加强对系统状态预警和动态增容方面的研究。
参考文献
[1]基于物联网技术的10kV变电站电力监控系统的设计与应用[J].张轩涛，吴闻婧，曲辰飞.智能建筑.2018（11）.
[2]电力物联网传感器技术在电力设备在线监测中的应用[J].沈鑫，曹敏，尹福荣.云南电力技术.2018（04）.
[3]物联网技术在电力输配电系统中的研究与应用[J].刘建明，赵子岩，季翔.物联网学报.2018（01）.
关键词：物联网;配电线路;在线监测系统
引言
配电线路发生故障后，采用传统巡线方式查找故障点费时费力，要改变这种现状，必须依托现代数字通信技术、在线监视自动测量技术和地理信息技术等，建立一套完善的配电线路在线监测系统，并集成PMS系统、GIS平台、配网抢修平台、配网自动化系统等应用，实现配电线路运行状况在线监测和故障实时告警，快速定位配电线路故障位置，协助抢修人员迅速赶赴现场，排除故障，及时恢复正常供电，从而达到故障告警实时化、配电线路监测可视化、配网抢修智能化、数据分析自动化、线路运行管理精细化的目的，进而大大提高抢修人员的工作效率，提升供电可靠性。
1 物联网技术概述
顾名思义，物联网就是物体连接的网络。但物联网连连接的不仅是物体与物体，还可以对物体和人进行连接。但是无论是哪种方式连接，都需要接入无线网络中，才能充分发挥其作用。物联网技术就是通过信息传感设备与互联网连接，实现对物品的管理和识别。物联网是利用网络，使物体实现智能化的一种管理检测系统模式。物联网模式应用在输配电线路中，可以更好的检测线路出现故障及问题，以便于及时的排出故障。由于智能化是未来科技发展的重要方向，智能电网也是在不断发展过程中。因此，要掌握物联网核心技术的基础上，科学的运用在实际生活和工作中，使物与物以及人与物进行信息联通。物联网具有以下特点：（1）物联网具有感知性的特点，可以收集物体信息。（2）物联网具有互通性的特点，物联网可以对接入网络的物品进行信息的查询和共享。（3）物联网具有智能化的特点，这也是其最主要的特点，物联网可以利用智能计算机技术，对物品的信息数据进行分析和处理，这极大的节省了人力成本，提升了其自动控制能力，有效提高智能化决策水平。
2 在线监测系统的组成
2.1故障指示器及其与终端通信的方式
故障指示器用于监测架空线路或电缆的负荷电流、对地电场强度、故障电流、线缆温度等，故障指示器到终端的通信采用双向短距离无线调频（跳频）通信方式进行，各终端厂家采用私有的通信规约，使用420MHz～470MHz无线频段（自动跳频），通信范围约10m。
2.2主站系统
在线监测系统主站是实现配电网运行、管理、故障分析等主要应用的载体，主站通过通信系统实时采集配电终端（FTU）的各项监控数据，实现对配电线路的故障研判和定位，形成告警信息。同时，完成与PMS系统、GIS平台、配网抢修平台、配网自动化系统的数据交互，它具备常规自动化系统的配电主站和配电子站的部分功能。
2.3通信终端及远程通信信道
通信信道主要采用GPRS/CDMA等接入点名称（APN）无线专网模式;采用国网通信规约（《国网电力公司配电线路数据采集终端通信协议》），通信要求支持电力公司专网SIM卡，实时在线（加电自动上线，掉电恢复后自动重拨）。通信终端主要由采集模块与通信模块组成，主要功能是采集故障指示器发送的数据并进行本地故障分析，然后将采集数据与故障告警由通信模块发送给主站。根据《国家电网公司智能电网信息安全防护总体方案》要求，终端须安装国家电网公司统一研发的终端安全专控软件和安全加密卡，实现与安全接入平台的双向身份认证。
3 基于物联网技术的配电线路在线监测系统总体设计
3.1系统功能设计
（1）配电线路非电量和微气象在线监测。利用传感器在线采集并传输配电线路相关参数，如：杆塔倾斜角、温度、湿度、光照强度等，计算不同光照强度监测区域内太阳能光伏板的平均功率，确保系统监测节点的安全稳定性。（2）配电线路监测数据传输分析。利用传感器进行配电线路运行状态检测量的周期性采集工作，对配电线路状态数据进行实时传输、访问、下载、统计和分析，及时获悉配电线路运行状态及预警信息，确保配电线路的合理规划。（3）配电线路监测系统终端节点的功率估算。由传感器芯片功率、监测周期、传感器持续工作时间为依据，进行配电线路监测终端节点功率的估算，获悉有效光照时间，由此估算蓄电池容量，确定蓄电池更换时间，保证终端节点运行的安全稳定性。
3.2改变配网运行方式，提高配网供电可靠性
一方面通过系统的建设在一定程度上替代传统的线路巡查方式，及时发现故障隐患、快速消除隐患，提高配电线路运行的可靠性;另一方面，通过系统的建设，缩短了故障发生后的发现、分析、定位、抢修时间，进一步提升了配网运行可靠性。
3.3系统总体架构设计
基于物联网的配电线路在线监测Lora系统应用于系统目的监测点和网关节点之间，主要应用于STM32处理器、射频收发器、RS45模块接口和以太网接口等设备，实现摄像头电源通断管理和通信箱无线接入开关管理，采用星型组网或多跳组网的方式，远程监测输电线路现场状态和设备运行状态。GPRS无线通信应用于系统数据中心和数据终端单元的设备之中，如：日历时钟模块、PC机及其电源、LCD液晶显示设备等，用于查询命令的设置及响应监测终端的请求，并将被监测设备的状态信息回送给数据中心。系统终端节点设置于配电线路的杆塔上，通过预设指令周期性唤醒的方式，实现不同传感器的链接，进行配电线路运行状态数据的实时在线采集，并进行数据信息的实时处理和发送。其中：路由器节点主要负责网络中的数据路由，扩展网络通信距离。协调器节点将各子节点发送的数据传输至GPRS通信模块，再将配电线路运行状态数据上传至网络服务器IP，满足用户即时访问和数据读取的需求。
4 物联网技术在配电线路在线监测系统的发展趋势
随着科技技术的不断发展，全球已经进入互联网时代，推动物联网技术在配电线路在线监测系统的应用，其应用也日趋完善。对于未来的发展趋势主要包括：（1）建立系统的配电设备智能监测模型，并加强状态信息模型的研究。（2）全球已经进入信息化时代，大数据受到越来越多人的重视，配电线路在线监测系统对数据分析、处理及交互方面的需求不断提高，因此要研究一体化智能监测系统，使其具有自治协同能力。（3）配电线路在线监测系统建设的基础是全站设备状态信息通信技术，未来将在物联网在线监测通信和信息集成技术方面加大投入，并统一有线/无线通信接口。（4）互联网技术的发展促进了在线监测系统硬件的发展，目前电力传感器主要是光纤传感，因此未来需要加大对电力专用传感器的研究。（5）在配电识别状态监测中，需要依据系统要求加强监测设备的监测可靠性。（6）随着可视化系统的发展，应引进三维立体全景全息可视化系统等技术，使监测系统的工作可视化。（7）建设大数据系统并实现信息互通，应引进“云”技术，对基于物联网技术的配电线路在线监测系统的模板进行优化，云技术的应用可以极大提升监测系统的全周期管理效率。
结语
综上所述，物联网技术下的配电线路在线监测系统实现对配电线路运行参数的在线监测，估算系统各终端节点的能耗及蓄电池容量。后续还要不断深化系统的抗干扰分析，加强对系统状态预警和动态增容方面的研究。
参考文献
[1]基于物联网技术的10kV变电站电力监控系统的设计与应用[J].张轩涛，吴闻婧，曲辰飞.智能建筑.2018（11）.
[2]电力物联网传感器技术在电力设备在线监测中的应用[J].沈鑫，曹敏，尹福荣.云南电力技术.2018（04）.
[3]物联网技术在电力输配电系统中的研究与应用[J].刘建明，赵子岩，季翔.物联网学报.2018（01）.