1.5　推动新型电力系统物联网生态链发展

——杨伟强

输电线路运维作为电力系统中非常重要的环节，关系着新型电力系统运行的安全与稳定，但由于现阶段输电线路的建设范围扩增，运维巡检难度逐渐增强，传统的人工巡检方式已无法满足运维要求，亟待大面积普及与应用技术领先的无人机、全方位可视化装置和智能传感终端等现代化设备，推进输电线路综合监测模式，打造具备“本质安全、全息感知、全景监控、运检高效、效益最优”五大特征的新一代输电线路场景。

基于上述背景，相关机构着眼输电设备管理实际，牢牢把握新型数字基础建设契机，以专业需求为导向，以设备管理数字化转型和智能化升级为主线，建设输电线路智慧物联网融合应用体系，培育开放、共享、共生的输电专业物联网生态，实现新型电力系统输电设备状态精准感知、互联互通。

1. 构建新型输电线路物联网，形成一体化布局

输电线路智慧物联网建设主要包括“四层架构”设计，涉及底层传感终端、数据汇集、网络传输、网络接入及云端平台分析应用等多个环节，但由于目前各环节封闭程度较高，无独立厂商能够提供整体集成服务，资源共享机制无法建立。2020年6月，国家电网有限公司（以下简称国网公司）发布《智慧架空线路建设标准》，指出“智慧架空线路的感知层传感终端建设，必须包括对可视化、山火、气象等不同参量的数据采集，同时应具备前端通道隐患采集能力、状态分析能力、感知及辅助智能决策能力”，进一步为智慧线路的建设明确了方向。

新型输电线路物联网以输电全景监控平台为核心，融合具备全息感知能力、智能分析能力的输电边缘智能终端和智能感知终端装置。

（1）输电全景监控平台。它是基于电网资源业务中台构建的微应用群，依据“省级部署、多级应用”模式，采用微服务微应用技术路线，贯通管理信息大区和互联网大区，融合大数据分析、人工智能等新技术，涵盖作业、监控、管理、指挥、分析及决策全业务链条，具备支撑输电专业集中监控模式建设的数字化能力。

（2）输电边缘智能终端。具体包括利用设备本地通信接口对各类智能传感器、智能业务终端进行统一接入、数据解析和实时计算，实现跨专业数据就地集成共享的装置，以及利用边缘计算能力将业务数据处理结果及时发送至平台层的装置。

（3）智能感知终端装置。具体包括视频/图像可视化装置、防山火红外监测装置、气象监测装置、线路分布式故障监测装置、金具测温装置、杆塔倾斜监测装置、导线覆冰监测装置、微风振动监测装置、导线舞动监测装置及污秽度监测装置等。

输电线路杆塔现场终端电能供应主要依靠“太阳能+蓄电池”的组合，对杆塔端装置功耗要求高，因此输电边缘智能终端、智能感知终端装置更适合设计成边端融合型（Ⅱ型）装置，边缘物联代理业务以模块或芯片方式集成至采集控制终端（如视频/图像可视化装置），采集控制终端则升级为具有边缘计算功能的智能终端。

2. 统一新型输电线路物联网标准，提升设备数据的互联互通能力

智慧输电线路物联网的建设主要依赖传感终端数据信息的统一性，但目前各厂商产品无法相互兼容，形成各种封闭体系，导致传感终端可靠性、稳定性检测无统一标准，网络传输频谱资源、网络系统业务重复建设，因此对传感终端的数据进行针对性的优化设计极为重要。国网公司为规范传感终端的通信协议与规约，制定了包括物联网终端设备的底层通信协议、安全通信协议及接口技术标准等相关通信传输标准，为各厂商产品间的信息互通性奠定良好的基础，增强数据传输的可靠性和共享性；为提高传感终端的实际应用可靠性，制定并规范了传感终端的尺寸、寿命、安全防护等级、电磁兼容性及测试方法等方面的标准和要求，并且提高了智慧输电线路建设方案的扩展性、兼容性及可靠性，实现输电线路数据大规模的互联互通。

智慧输电线路感知层传感终端多采用太阳能供电方案，对终端的电能消耗要求较高，通过研究标准化微功率无线通信技术，优化设计无线通信模组，结合高抗干扰性无线传输调制方式、海量异构数据接入调度方式及自适应同步机制，实现接入节点、汇聚节点和低功耗业务终端的可靠组网接入，并确定独立网络节点的连接传输方式，选用高性能、长寿命电池方案，满足传感终端的微功率通信需求。

3. 加快开发物联网技术和装置，助力输电线路物联网发展

智慧输电线路物联网的建设依托感知层的可视化及雷电、山火、气象、测温等多源传感终端的数据采集能力，结合微功率低功耗传感网络和边缘计算，实现设备状态的初步诊断及告警、多系统和多源信息数据的融合应用，以及输电线路运行状态的实时感知与智能诊断等；通过加快物联网技术和装置的研发工作，突破传感器取能、传输等技术瓶颈，研究利用诸如可视化、气象、山火、5G、带电设备测温、北斗定位及人工智能等技术的高度集成的智能感知终端装置，提高输电线路的现场采集与上报能力。

通过完善基于输电通道环境监测信息的自然灾害预测预警模型，结合输电线路传感终端的状态感知数据，建立统一的数据模型算法库；应用大数据、云计算及人工智能等技术，开展输电线路自然灾害的可视化展示、灾害演化的仿真评估和预测预警；通过输电线路宏观大范围预警和重点通道精细微观化预警的精准推送，实现输电线路状态主动评估、智能预警及精准运维，将灾害预警评价方法由“经验定性”向“标准定量”转变，为智能抢修和智能调度提供决策依据，进一步提高线路运检效率，提升线路运维保障能力。

近年来，我国电力低碳转型取得显著成效，新能源得到快速发展，电能的利用率得到大幅提升，对输电线路智能化运行的要求也越来越高，而智慧输电线路物联网融合应用的建设，使电网具备超强感知力、状态主动评估能力及智能辅助决策能力，进一步推动新型输电线路物联网的发展。