第1章 緒論

在國民經濟高速發展和人民生活高度依賴電力的現代社會中，電力是現代城市群及全社會經濟運行的基礎。隨著超、特高壓輸電工程的建設和發展，互聯電網的覆蓋區域逐步擴大，輸變電設備運行安全對電網安全可靠運行的影響更為突出。根據近10年的電網事故統計數據，輸變電設備自身故障以及自然災害造成的電網事故占全部電網事故的比例超過50%，給電網安全可靠運行帶來了重大影響。對輸變電設備的運行狀態進行監測、故障診斷、狀態評估及全壽命周期管理，對提高輸變電設備的運行可靠性與利用率、實現設備的優化管理具有重要的科學意義和應用價值。

提高輸變電設備的運行可靠性與利用率，是智能電網發展的內在動力之一。智能電網作為重要的基礎設施，具有廣泛互聯的特征。輸變電設備信息的深度互聯，是智能電網的重要目標之一，是實現電網資源優化配置的基礎。輸變電設備信息的互聯，是智能電網中物與物互聯最為樸素的表征，因而智能電網被普遍認為是物聯網應用的最為重要的領域之一。輸變電設備物聯網是智能電網的網絡屬性的豐富和拓展，是實現輸變電設備智能化的重要技術支撐，對于提升輸變電設備與電網安全穩定運行性能以及電網運行風險的管控，具有非常重大的科學和現實意義。

建立輸變電設備物聯網的目標之一，是實現對輸變電設備信息的智能感知與狀態的智能評估。輸變電設備狀態在線監測與故障診斷技術是輸變電設備物聯網的技術基礎，國內外在變電站高電壓設備在線監測方面已有30余年的研究歷史，包括電力變壓器、高壓開關設備、高壓互感器及避雷器等設備的絕緣及機械狀態在線監測技術已在電網中獲得廣泛應用，我國部分地區電網公司已建立了全站設備多參數、多功能在線監測系統。輸電線路在線監測技術包括線路覆冰、污穢、過電壓、雷電流、線路舞動、鐵塔機械性能以及線路視頻監測等方面技術，在我國經歷了2008年的南方冰凍雨雪災害以后，輸電線路在線監測技術得到了更多的重視和應用。隨著我國電力系統的飛速發展以及智能電網概念的提出，在發電、輸電、配電、用電的各個環節應用智能一次設備和現代在線監測技術已成為未來電網發展研究的熱點。

建立輸變電設備物聯網的最終目標，是通過輸變電設備信息的廣泛互聯，實現輸變電設備的全壽命周期管理。輸變電設備是電網的核心資產，在滿足技術可靠性的前提下追求資產全壽命周期管理成本最優，實現資產經營效益最大化，是建設現代化、先進型電力企業的需要。輸變電設備狀態監測由于可實時反映設備運行狀態，是輸變電設備狀態評價及全壽命周期管理的重要手段。目前我國各級電網公司已全面開展輸變電設備狀態檢修工作，包括對設備狀態監測、評估、風險及資產全壽命周期管理等的相關探索實踐。但與智能電網下的設備監測智能化、檢修狀態化、運維高效化目標相比，仍然存在許多問題，主要表現在以下幾方面：

1）輸變電設備狀態監測性能水平不高，信息不能共享，時常出現數據不可靠、數據不能真實反映設備狀態的問題，甚至會發生誤報、拒報等無法正常運行的情況，難以滿足智能電網對設備狀態信息的準確獲取與網絡化交互的需要。

2）由于輸變電設備類型及監測參數多，信息來源及信息構成復雜，設備信息不完善，評估決策技術水平參差不齊，而國內外在輸變電設備的信息體系、狀態監測與綜合評估體系等方面都缺乏統一的技術規范與標準。

3）對用于設備檢修的資產管理，尚未有有效的方法，檢修資產的領用、歸還、定期檢驗等工作依然以紙質文檔管理為主，效率低下，且不能實現資產信息的數據共享，超期未檢、漏檢等現象難以有效控制，缺乏基于輸變電設備智能監測的設備全壽命周期成本、壽命分析精益化管理，給設備運行、檢修、維護工作造成安全隱患。

輸變電設備物聯網是智能電網與物聯網技術的有機結合?；谖锫摼W技術的特點及優勢，結合電力生產現狀，研究基于物聯網的輸變電設備智能監測與全壽命管理技術，將物聯網技術應用于輸變電設備智能監測與全壽命周期管理，創新性地建立輸變電設備物聯網，可有效實現智能電網中輸變電設備信息的廣泛互聯互通。建立覆蓋輸變電設備的基本資產信息、狀態信息、環境信息和地理信息的全景信息平臺，實現基于全景信息的輸變電站設備智能監測，進而實現基于輸變電設備智能監測的設備全壽命周期成本、壽命可靠分析，面向對象應用功能智能推送，提高輸變電設備的檢修水平和管理水平，將對智能電網發展起到重要促進作用。