10kV配電物聯(lián)網(wǎng)智慧臺(tái)區(qū)關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)踐

1、 10kv配電物聯(lián)網(wǎng)智慧臺(tái)區(qū)關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)踐 摘要：近些年，我國(guó)的電力行業(yè)發(fā)展快速，現(xiàn)階段，傳統(tǒng)配電網(wǎng)管理模式不滿足新時(shí)期發(fā)展需求，迫切需要深入應(yīng)用“云大物移智”等先進(jìn)技術(shù)，從本質(zhì)上深化標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、加強(qiáng)精益化運(yùn)維、提升智能化水平，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；電力物聯(lián)網(wǎng)；配電物聯(lián)網(wǎng)；智慧臺(tái)區(qū)引言隨著我國(guó)各方面的不斷發(fā)展，尤其是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電力的需求也越來越高，電網(wǎng)的建設(shè)也不斷增加，供電系統(tǒng)也面臨巨大的挑戰(zhàn)。電力新技術(shù)作為電力系統(tǒng)的著重發(fā)展部分，其高效，安全的運(yùn)行顯得尤為重要。而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和5g也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在實(shí)現(xiàn)智慧服務(wù)、精準(zhǔn)對(duì)接和新業(yè)務(wù)、新業(yè)態(tài)和新模式中面對(duì)不同的問題需要不同

2、的解決方案，能保證新業(yè)務(wù)、新業(yè)態(tài)和新模式，擴(kuò)大能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，主動(dòng)對(duì)接地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建設(shè)一站式服務(wù)平臺(tái)，打造利益共同體。同樣，5g技術(shù)的發(fā)展將使配網(wǎng)系統(tǒng)朝著更加安全，高效的方向前進(jìn)。1物聯(lián)網(wǎng)概述針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)而言，其實(shí)為新型技術(shù)架構(gòu)當(dāng)中的重要組成，其用戶端已經(jīng)延伸至所有物體間的通信與信息交換。早在2005年，國(guó)際電信聯(lián)盟（itu）在其年度報(bào)告當(dāng)中（theinternetofthings），便首次出了“物聯(lián)網(wǎng)”概念，自此，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代來臨。從根本上來講，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際就是將物與物以一種高質(zhì)量、優(yōu)質(zhì)化方式連接在一起的互聯(lián)網(wǎng)，全部物品均能借助互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)連接與交互，也就是借助各種先進(jìn)的傳感設(shè)備，對(duì)連接對(duì)象的

3、諸如位置、生物、光等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，且依據(jù)事先制定好的協(xié)議，把感知對(duì)象的各種信息，傳送至互聯(lián)網(wǎng)，且進(jìn)行通信與交換，以此來監(jiān)控、管理、定位與識(shí)別連接對(duì)象。物聯(lián)網(wǎng)的基本特征為智能處理、識(shí)別與通信、互聯(lián)與感知等，因而可將其劃分為3個(gè)層次，即應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層與感知層。2配電物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵2.1臺(tái)區(qū)拓?fù)渥詣?dòng)成圖分布式臺(tái)區(qū)智能終端具備拓?fù)涮卣餍盘?hào)注入與識(shí)別功能、多路高精度采集能力。以公共信息模型（commoninformationmodel,cim）的語法結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，構(gòu)建模型映射規(guī)則，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)識(shí)別產(chǎn)生的中間文件模型結(jié)構(gòu)到cim。通過識(shí)別智能配變終端的起動(dòng)命令，各個(gè)接點(diǎn)逐層進(jìn)行電壓、電流信息量檢測(cè)，根據(jù)無功變化

4、，提取并注入無功量信號(hào)，通過無功量信號(hào)注入與識(shí)別，將結(jié)果上送ttu，ttu基于就地邊緣計(jì)算與識(shí)別，完成拓?fù)淠Ｐ蜆?gòu)建并上送云主站系統(tǒng)，自動(dòng)生成電氣接線圖。該模式避免了傳統(tǒng)模式因觸發(fā)短路方式注入信號(hào)對(duì)低壓帶來的干擾和風(fēng)險(xiǎn)。整個(gè)過程無需人工參與，當(dāng)臺(tái)區(qū)發(fā)生負(fù)荷切換等變更后，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新拓?fù)潢P(guān)系。云主站側(cè)對(duì)文件格式的規(guī)范性、字符編碼、語法語義、拓?fù)潢P(guān)系、屬性值正確性等方面進(jìn)行拓?fù)淠Ｐ托ｒ?yàn)。通過校驗(yàn)后主站主動(dòng)獲取邊端電氣數(shù)據(jù)并集合電氣建模和數(shù)據(jù)建模完成低壓拓?fù)渖?，根?jù)低壓拓?fù)溥B接關(guān)系，自動(dòng)生成臺(tái)區(qū)接線圖，實(shí)現(xiàn)低壓拓?fù)淇梢暬故??；诟兄K端的臺(tái)區(qū)拓?fù)渥詣?dòng)識(shí)別與云主站系統(tǒng)成圖如圖1所示。圖1臺(tái)區(qū)拓?fù)渥?/p>

5、動(dòng)識(shí)別與云主站系統(tǒng)成圖2.2 5g和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)據(jù)報(bào)道，今年初，一臺(tái)紅白相間的六旋翼巡檢無人機(jī)盤旋在國(guó)網(wǎng)公司某110kv海洋變電站內(nèi)，同時(shí)，另外一臺(tái)機(jī)身為深藍(lán)色、機(jī)頭為白色的新型巡檢機(jī)器人正在巡視變電站內(nèi)的各種電力設(shè)備。這其實(shí)是國(guó)網(wǎng)電力最新研發(fā)出的基于5g技術(shù)的新型線路巡檢無人機(jī)和基于vr技術(shù)的新型變電站巡檢機(jī)器人。相比4g技術(shù)，5g技術(shù)具有超高速率、超大帶寬、超低時(shí)延的優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的線路巡檢無人機(jī)最多只能傳輸1080p的視頻，這樣會(huì)導(dǎo)致輸電設(shè)備的微小缺陷無法被識(shí)別。而該款搭載有5g終端的無人機(jī)能夠拍攝4k超高清視頻并通過5g網(wǎng)絡(luò)回傳給線路運(yùn)維人員。運(yùn)維人員無需攀登鐵塔即可清晰看到輸電線路及附

6、屬設(shè)備的每一個(gè)細(xì)節(jié)，極大提升了巡檢人員的工作效率。這款無人機(jī)還能安裝激光雷達(dá)實(shí)時(shí)進(jìn)行三維建模，自動(dòng)規(guī)劃航線。無人機(jī)工作完成后會(huì)自動(dòng)飛回機(jī)巢充電。未來，除了在變電站建設(shè)機(jī)巢，針對(duì)遠(yuǎn)距離巡檢任務(wù)，還可以在電力作業(yè)車上搭載移動(dòng)機(jī)巢。這樣一來，變電站就變成了“機(jī)場(chǎng)”，移動(dòng)作業(yè)車就變成了“航空母艦”。2.3推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的深層次發(fā)展，強(qiáng)化智慧城市建設(shè)水平切實(shí)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的深層化發(fā)展，不僅有著重大的現(xiàn)實(shí)意義，而且還是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成熟化、實(shí)用化發(fā)展的重要保證，能夠?yàn)橹腔鄢鞘薪ㄔO(shè)提供切實(shí)服務(wù)。當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)已有多年的發(fā)展歷史，但許多城市在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)方面，卻處于起步階段，甚至一些個(gè)人、部門甚至領(lǐng)域?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，持觀

7、望、等待的態(tài)度。之所以會(huì)出現(xiàn)此種情況，原因?yàn)椋涸S多融入物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的產(chǎn)品或技術(shù)，存在不優(yōu)質(zhì)、不完善的情況，而且也不夠成熟，長(zhǎng)此以往，勢(shì)必會(huì)降低使用者的信任度。因此，要想從根本上促進(jìn)智慧城市建設(shè)質(zhì)量與水平，需先提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建設(shè)廣度、深度與水平，二者之間關(guān)系緊密。在實(shí)際建設(shè)智慧城市時(shí)，需要善于借鑒歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的一些有益經(jīng)驗(yàn)，尤其是在發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)以及智慧城市建設(shè)層面的各種實(shí)用化經(jīng)驗(yàn)；而對(duì)于從事此領(lǐng)域的相關(guān)工作者而言，需要積極挖掘相關(guān)技術(shù)，深入鉆研各種信息處理方法、傳感器技術(shù)等，另外，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用當(dāng)中，還需要心思縝密，提高物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品與技術(shù)的總體質(zhì)量與成熟度，使之更好地為智能城市建設(shè)提供服務(wù)。2.4

8、信息模型考慮中壓部分的信息模型已經(jīng)過實(shí)用化驗(yàn)證，滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)交互要求和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流承載能力，因此沿用國(guó)網(wǎng)統(tǒng)一信息模型標(biāo)準(zhǔn)；在低壓部分，模型參考iec61970/61968、iec61850等標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)展創(chuàng)新：模型框架上融合了物聯(lián)網(wǎng)信息模型扁平化、彈性擴(kuò)展框架；模型結(jié)構(gòu)抽象分類方面借鑒了物聯(lián)網(wǎng)模型服務(wù)化的思想；模型數(shù)據(jù)屬性方面借鑒物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)屬性名稱精簡(jiǎn)的原則；模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面，低壓側(cè)擴(kuò)展為分相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；模型描述語言方面借鑒物聯(lián)網(wǎng)模型描述方式，簡(jiǎn)化描述方法，采用json、xml等多種格式描述。配電物聯(lián)網(wǎng)信息模型框架如圖2所示，抽象分類為basic(基本信息，如制造廠商、設(shè)備型號(hào)等)、con

9、fig(參數(shù)配置，如通信參數(shù)、保護(hù)參數(shù)等)、topology(拓?fù)?，電網(wǎng)一次拓?fù)湫畔?、capability(按設(shè)備能力抽象分類，包括具有時(shí)標(biāo)的analog模擬量，discrete離散量，accumulator累積量，command命令等)。圖 2 信息模型框架結(jié)語電力物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字透明電網(wǎng)的建設(shè)元年，一方面是電網(wǎng)公司“兩網(wǎng)融合”“數(shù)字電網(wǎng)”升級(jí)轉(zhuǎn)型的迫切內(nèi)在需求，另一方面有“云大物移智”創(chuàng)新技術(shù)的快速發(fā)展，“萬物互聯(lián)”將是趨勢(shì)。總而言之，配電物聯(lián)網(wǎng)智慧臺(tái)區(qū)建設(shè)作為電力物聯(lián)網(wǎng)非常有益的探索，研發(fā)及選型了云主站平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)化配電終端、智能感知設(shè)備等先進(jìn)裝備，進(jìn)一步實(shí)實(shí)在在落地和豐富了電力物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵，未來的電力物聯(lián)網(wǎng)將依托越來越扁平化的架構(gòu)，信息傳輸一步上云端，進(jìn)一步發(fā)掘數(shù)據(jù)價(jià)值和應(yīng)用效率，達(dá)到配電網(wǎng)狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活和運(yùn)維主動(dòng)精準(zhǔn)，為提高供電質(zhì)量和服務(wù)水平打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1呂軍,盛萬興,劉日亮,等.配電物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用j.高