基于物联网的露天矿山配电系统远程监控与智能运维平台构建

引言

露天矿的配电站是能源使用和输送的中心，其环境条件复杂，负荷波动大，传统巡查、人工管理不能满足保障安全的同时实现高效运行的要求。物联网的应用为采矿场的电气化改革提供了契机，本文建立远程监测和智能管理控制系统，在实时监测配电设备运行状况的基础上进行故障预判分析，并根据工况自动控制调整调度，从而能够获得运营效率最优、系统运行最优的目标，对于促进矿场绿色、智能化发展具有重要意义。

1 物联网驱动下露天矿山配电系统监控的理论基础

由于露天采场工作环境恶劣复杂、复杂的工作条件导致高负荷率、复杂的地形等原因，使得露天采场的供电系统面临着巨大挑战，露天采场的供电网络需要更强的监测能力与维护能力。物联网的发展满足了这一需求，通过传感器将数据采集后发送到服务器中，经由人工智能处理后便实现了电力系统的动态监测与管理。通过物联网技术的预警手段配合智能传感器、边缘计算和大量数据分析，实现早期状态判断并适时调整能效水平、运营制度等措施。该方案的核心在于基于大数据的监测预警机制和构建立体反馈系统，以改善系统的稳定性与稳定性。该方案不仅改良了人工巡检的方式，而且可以给绿色矿业和智能电网开辟了一条科技路径，展现了信息化和能源网深度融合的价值。

2 露天矿山配电系统远程监控与智能运维平台的关键实现路径

2.1 感知层设备布设与多源数据采集的集成化设计

露天矿山供配电系统因工作范围大、工作环境复杂，应采取精确的感知层设备部署技术，完成远程控制与智能运维的需求。配电柜、变压器、断路器、电缆路径处可部署电流互感器、电压互感器、温湿度传感装置、局部放电检测装置等，形成全覆盖供配电运行状态信息采集系统；结合摄像头、无人飞机巡检、环境传感器等终端实现各设备运行状态及周围环境信息获取。在信息收集阶段，应注重有效、实时和抗干扰特性，利用边缘计算装置对起始阶段信息先入为主地进行预处理，从而减少数据传递的滞后性和网络流量，集成式设计提高了探测视野和信息的完整性，也构筑起后期开展数据研究、发现识别和运营管理工作的决策基础，使获取层与高层管理系统有机协调。

2.2 网络传输架构与实时通信机制的稳定性保障

露天矿山因其特殊的地理条件和多元化的因素，对电力系统远方通信的强稳定性具有更高的要求。所以需设计混合通信手段的多层网络，骨干网采用光纤通信和工业以太网，边缘站点采用 5G、LoRa或卫星网络连接，从而形成相互辅助的混合型网络。可就近在矿区部署边缘计算网关，将部分数据就近处理，减少核心网的负荷。为了保障核心信息的连续传输，我们必须采用冗余回路与自动转换方案来保障实时的通信方法，同时也要利用时钟同步协议来保障各个节点的时序一致性。针对网络安全性，我们可以采用加密的通信传输及多级认证的方式来保证数据不被篡改与攻击。

2.3 数据中心建设与监控平台的信息处理能力提升

针对露天采矿企业供电系统远控中心的构建。要想建立高效的数字中心和信息处理中心，还需要分散构建和云计算相结合，对现场边缘单元与数据库中心的实时同步运转，保证对现场信息的及时更新，又能对整体系统进行数据存储和调度。同时，监测平台对不同的数据类型进行接受和解译，并以此为依托清理、抽取特征以及相关模型来生成全景图像。大数据和人工智能建模对设备的故障预判、能量效率和趋势进行长期研究，从而将大量的数据转变为决定性参考资料。为实现处理结果连续增强，大数据中心和监控中心应具备弹性扩展能力和跳跃型计算能力，以满足矿业工业产值变化以及探测需

求的变化。

3 物联网赋能下露天矿山配电系统智能运维平台的优化与应用展望

3.1 构建多维度协同的配电系统智能化运行模式

为保证露天矿山供电系统的运行稳定，需要电力调度管理、设备维护、安全保障三方的共同努力，通过对基于物联网的信息采集电流、电压、温度、负荷等参数后，利用基于物联网的智能优化策略，实现对电能分配的优化；通过实时设备监控及健康评估模型，实现自动化更新，降低人为失误的安全隐患，由该结果决定设备检修方案。通过实时检测、视频识别及异常报警联动的安全控制操作确保恶劣气象情况下设备安全可靠运行，多种方式的协作确保各专业和各级之间信息沟通与决策协商能力，系统的复杂工况下灵活性和稳固性，为提高系统的能源利用率，实现电极的智能化、绿色化与高可靠性持续发展提供了保障。

3.2 完善智能算法与自学习机制的动态优化能力

露天矿山配电系统运行工况复杂，负荷波动与环境扰动频繁，传统静态控制难以适应动态需求。通过引入智能算法，可在负荷预测、故障识别与能效调度中实现更高精度与实时性。深度学习、强化学习与多目标优化算法能够从历史运行数据中提取规律，形成动态调整模型。自学习机制使系统具备持续进化的能力，在面对新工况时能够快速修正参数并优化运行策略，避免依赖人工干预。多算法协同框架还可在不同场景下自动选择最优决策路径，实现运行效率与安全性的平衡。智能算法与自学习机制的完善，使配电系统具备高度适应性与前瞻性，为远程监控与智能运维平台提供持续优化的内生动力。

3.3 推动绿色运维与低碳能效管理的深度融合

露天矿山配电系统在保障能源供应的同时，也是实现绿色低碳发展的重要环节。绿色运维理念强调全过程的节能与环保，通过状态监测与智能诊断减少设备过度维护和能耗浪费。结合能效管理体系，可以对电能使用过程进行精细化分析，识别高耗能环节并实施优化调度。物联网平台能够实时采集运行参数，配合碳排放监测与能效评估模型，形成数据驱动的低碳管控机制。通过引入清洁能源接入与负荷优化策略，进一步降低系统运行的碳强度。绿色运维与能效管理的深度融合，不仅提高了配电系统的运行效率，也推动了矿山生产模式向低碳化、可持续化方向转型，为构建智能化与绿色化并重的能源体系提供了有力支撑。

结语：基于物联网的远程监控与智能运维平台为露天矿山配电系统提供了新的发展路径。通过感知层设备、通信网络、数据中心与智能算法的协同构建，系统能够实现实时监测、预测诊断与优化调度，提升运行的安全性与能效水平。绿色运维与低碳管理的深度融合，使平台不仅满足生产需求，也契合矿山智能化和绿色化发展的战略方向。依托政策支持与企业协同，该平台具备广阔的推广价值，为矿业能源体系转型与可持续发展提供了坚实支撑。

参考文献：

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