第1章 绪论

在国民经济高速发展和人民生活高度依赖电力的现代社会中，电力是现代城市群及全社会经济运行的基础。随着超、特高压输电工程的建设和发展，互联电网的覆盖区域逐步扩大，输变电设备运行安全对电网安全可靠运行的影响更为突出。根据近10年的电网事故统计数据，输变电设备自身故障以及自然灾害造成的电网事故占全部电网事故的比例超过50%，给电网安全可靠运行带来了重大影响。对输变电设备的运行状态进行监测、故障诊断、状态评估及全寿命周期管理，对提高输变电设备的运行可靠性与利用率、实现设备的优化管理具有重要的科学意义和应用价值。

提高输变电设备的运行可靠性与利用率，是智能电网发展的内在动力之一。智能电网作为重要的基础设施，具有广泛互联的特征。输变电设备信息的深度互联，是智能电网的重要目标之一，是实现电网资源优化配置的基础。输变电设备信息的互联，是智能电网中物与物互联最为朴素的表征，因而智能电网被普遍认为是物联网应用的最为重要的领域之一。输变电设备物联网是智能电网的网络属性的丰富和拓展，是实现输变电设备智能化的重要技术支撑，对于提升输变电设备与电网安全稳定运行性能以及电网运行风险的管控，具有非常重大的科学和现实意义。

建立输变电设备物联网的目标之一，是实现对输变电设备信息的智能感知与状态的智能评估。输变电设备状态在线监测与故障诊断技术是输变电设备物联网的技术基础，国内外在变电站高电压设备在线监测方面已有30余年的研究历史，包括电力变压器、高压开关设备、高压互感器及避雷器等设备的绝缘及机械状态在线监测技术已在电网中获得广泛应用，我国部分地区电网公司已建立了全站设备多参数、多功能在线监测系统。输电线路在线监测技术包括线路覆冰、污秽、过电压、雷电流、线路舞动、铁塔机械性能以及线路视频监测等方面技术，在我国经历了2008年的南方冰冻雨雪灾害以后，输电线路在线监测技术得到了更多的重视和应用。随着我国电力系统的飞速发展以及智能电网概念的提出，在发电、输电、配电、用电的各个环节应用智能一次设备和现代在线监测技术已成为未来电网发展研究的热点。

建立输变电设备物联网的最终目标，是通过输变电设备信息的广泛互联，实现输变电设备的全寿命周期管理。输变电设备是电网的核心资产，在满足技术可靠性的前提下追求资产全寿命周期管理成本最优，实现资产经营效益最大化，是建设现代化、先进型电力企业的需要。输变电设备状态监测由于可实时反映设备运行状态，是输变电设备状态评价及全寿命周期管理的重要手段。目前我国各级电网公司已全面开展输变电设备状态检修工作，包括对设备状态监测、评估、风险及资产全寿命周期管理等的相关探索实践。但与智能电网下的设备监测智能化、检修状态化、运维高效化目标相比，仍然存在许多问题，主要表现在以下几方面：

1）输变电设备状态监测性能水平不高，信息不能共享，时常出现数据不可靠、数据不能真实反映设备状态的问题，甚至会发生误报、拒报等无法正常运行的情况，难以满足智能电网对设备状态信息的准确获取与网络化交互的需要。

2）由于输变电设备类型及监测参数多，信息来源及信息构成复杂，设备信息不完善，评估决策技术水平参差不齐，而国内外在输变电设备的信息体系、状态监测与综合评估体系等方面都缺乏统一的技术规范与标准。

3）对用于设备检修的资产管理，尚未有有效的方法，检修资产的领用、归还、定期检验等工作依然以纸质文档管理为主，效率低下，且不能实现资产信息的数据共享，超期未检、漏检等现象难以有效控制，缺乏基于输变电设备智能监测的设备全寿命周期成本、寿命分析精益化管理，给设备运行、检修、维护工作造成安全隐患。

输变电设备物联网是智能电网与物联网技术的有机结合。基于物联网技术的特点及优势，结合电力生产现状，研究基于物联网的输变电设备智能监测与全寿命管理技术，将物联网技术应用于输变电设备智能监测与全寿命周期管理，创新性地建立输变电设备物联网，可有效实现智能电网中输变电设备信息的广泛互联互通。建立覆盖输变电设备的基本资产信息、状态信息、环境信息和地理信息的全景信息平台，实现基于全景信息的输变电站设备智能监测，进而实现基于输变电设备智能监测的设备全寿命周期成本、寿命可靠分析，面向对象应用功能智能推送，提高输变电设备的检修水平和管理水平，将对智能电网发展起到重要促进作用。