为了解决传统变电设备监测装置相互独立、数据无法共享、计算负荷分配不均及不具备故障初步诊断功能的问题，设计了一种变电设备智能监测传感网络，提出了一种基于云平台的变电设备物联网一体化智能监测装置设计方案，该装置具有分布式计算、故障诊断与预警的功能。结果表明，分布式计算能够提高计算效率，减小设备投资浪费，其计算时间与传统并行计算方法相比减少了 15.4%，智能电子设备配置费用与传统配置方案相比减少了 14.3%；故障诊断与预警能够有效判断故障，并将可能存在故障的设备监测数据上传给中心站，有效避免了电力事故的发生。
一、变电设备物联网一体化智能监测装置设计
（一）变电设备智能监测传感网络方案设计
变电设备智能监测传感网络是变电设备物联网感知层的重要组成部分，变电设备一体化智能监测装置功能的实现与监测传感网络的设计有着密切的联系。鉴于目前变电设备监测装置相互独立、数据无法共享、不具备分布式计算与故障诊断的功能，结合变电站设备状态监测参量多、监测点相对集中的特点，本文设计了一种变电设备智能监测传感网络。其基本特点为：
①变电设备智能监测传感网络采用以有线的光纤以太网通信方式为主，无线通信方式为辅助和备用的灵活、可靠的通信方案。
②变电设备智能监测传感网络采用 2 层结构设计。由监测主 IED 与智能传感器以及手持式接入设备组成 2 层 VLAN 隔离子网络，易于对传感器的统一管理，防止数据冲突造成的网络阻塞等问题；各子网之间采用关口交换机构进行互连，从而解决子网冲突、多跳管理策略，便于实现监测主 IED 间的互联互通与协同工作。
③传感器可以自适应接入子网内的主 IED，有助于实现变电设备智能监测传感网络的分布自治功能。通信网络的信息流不再仅限于纵向流量通道，而是具备了主 IED 之间、关联传感器之间信息交互的横向流量通道。
二、基于云平台的变电设备物联网一体化智能监测装置
（一）云平台中心体系架构
针对当前变电设备监测装置不具备分布式计算与故障初步诊断功能的问题，同时为了更好地实现监测传感网络对变电设备状态信息的智能处理，提出了一种基于云平台的变电设备物联网一体化智能监测装置设计方案，云平台中心体系架构。由于变电设备物联网一体化智能监测装置以数据整理存储及设备故障初步诊断为主，基础设备共享为辅，因此在层次划分上对传统的云平台中心体系架构进行了改进。基础设施云包括基础的硬件以及相关的软件。硬件主要包括大规模的主 IED 群、海量的存储系统以及相关的通信系统；软件包括基本的操作系统、虚拟化管理软件、分布式数据库、分布式文件系统、分布式管理软件、任务处理和调配系统、设备故障初步诊断系统以及云模型开发和测试工具等。
（二）关键技术
鉴于变电设备物联网一体化智能监测装置自身特点与云计算的通用技术特点，基于云平台的变电设备物联网一体化智能监测装置需要解决以下几项关键技术。变电设备物联网由于设备种类与设备监测参量繁多，传感器数量更多，因此采集到的数据海量且包含不同的类型。鉴于此，需要制定统一的数据标准，便于在传感网络中存储和调用。本文采用数据元的方式来解决该问题，一个数据元包含数据来源、数据大小、数据类型、数据内部关系等信息，采用分布式存储技术将该数据元存储于传感网络中。变电设备物联网一体化智能监测装置需要对各类变电设备的大量状态参量进行采集，若不对这些数据进行有效管理，必将导致数据的冗余、丢失，会直接影响故障诊断的速度和结果。除了常用的一些优化分布式数据库的方法外，还可以采用其他策略来对数据进行有效管理。传感网络在对各类变电设备进行故障初步诊断时，需要进行大量的计算，为了提高效率，传感网络应采取动态分配和预分配相结合的方式。在进行任务分配前，需要了解各个主 IED 的工作状态，包括其存储的占用量、计算模块的占用量等，采用智能算法将任务分配到各个主 IED 上，让主 IED 开始进行计算，并时刻检测每个主 IED 对所分配任务的执行进度，实时进行任务动态调配。故障诊断与预警技术主要包括：针对某一设备某一故障类型的诊断方法的选择，该方法所需数据的选择和调配，计算任务的分配，诊断结果的判断以及所应采取的相关措施等。故障诊断能实现设备故障的提前预警，同时可以及时将可能存在故障的设备监测数据上传给中心站，在中心站进一步确认后采取相关措施，有效避免电力事故的发生。
结束语:
给出了一体化智能监测装置的结构与功能要求，并提出了一种基于云平台的变电设备物联网一体化智能监测装置设计方案，该一体化智能监测装置具有分布式计算、故障诊断与预警的功能。结果表明，分布式计算功能使任务完成时间减少了15.4%，主 IED 购置经费降低了 14.3%，提高了计算效率，减少了设备投资浪费；故障诊断与预警功能实现了故障的初步诊断，减少了电力事故的发生。
参考文献:
[1]陈兴福. 变电工程施工标准化管理模式的研究与应用[D].华北电力大学,2013.
[2]宋宛净. 变电工程全寿命周期成本优化方法研究[D].湖南大学,2013.
[3]高赞. 750kV变电构架结构型式优化研究[D].兰州大学,2013.