物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程智能電網(wǎng)智慧應(yīng)用前言物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次數(shù)字技術(shù)革命。為加快探索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能電網(wǎng)的融合發(fā)展，國家電網(wǎng)公司繼2012年在遼寧、寧夏公司開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)示范架構(gòu)應(yīng)用研究后，2013年又組織在河南和福建公司開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用示范建設(shè)。《國家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)2013年智能電網(wǎng)項目建設(shè)意見的通知》（智能〔2013〕127號）明確了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用示范場景?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)在河南公司開展配網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測、狀態(tài)檢修、配網(wǎng)設(shè)備全壽命周期管理以及用電信息采集。建設(shè)歷程2013年3月，國網(wǎng)河南省電力公司該成立了物聯(lián)網(wǎng)項目管理團隊。2013年4月，國網(wǎng)河南電力以豫電發(fā)展【2013】59號，正式下達項目可研批復。2013年9月，國家電網(wǎng)公司印發(fā)智能【2013】25號文件，正式將河南鶴壁物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程納入國家智能電網(wǎng)管理物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程。2013年10月，國網(wǎng)河南省電力公司、國網(wǎng)鶴壁供電公司，南瑞集團啟動項目的研發(fā)和實施。2013年12月，鶴壁物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程建設(shè)完畢，投入試運行。試范場景

項目在河南鶴壁開展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范建設(shè)。選取鶴壁淇濱#26、#28線路和鶴源二區(qū)小區(qū)開展試點工作，兩條線路為架空和地埋敷設(shè)混合型。兩條線路合計總長度25km，其中地埋電纜3.5km，線路沿線分布有45臺公用配電變壓器，20臺柱上斷路器、35臺柱上隔離開關(guān)、68臺避雷器，37條分段線路、2座配電室，2座環(huán)網(wǎng)柜，4座電纜分支箱。項目實施線路總長25km，安裝部署各類傳感器558個、攝像頭2個、RFID標簽145個、配備智能化現(xiàn)場作業(yè)終端4臺。鶴源二區(qū)共有2棟11層的高層住宅和9棟6層住宅，居民共有328戶，安裝部署采集器41個、集中器2個。

項目首次成功實現(xiàn)了TD-LTE與無線傳感網(wǎng)技術(shù)的融合應(yīng)用，開展了電力光纖、EPON、ZigBee、公網(wǎng)等通信方案，豐富了電力物聯(lián)網(wǎng)配網(wǎng)應(yīng)用場景。安裝設(shè)備序號監(jiān)測設(shè)備數(shù)量單位監(jiān)測數(shù)據(jù)1桿上變壓器19臺監(jiān)測電纜接頭、銅排連接點、變壓器外殼體等處溫度，監(jiān)測變壓器低壓側(cè)進線電壓、電流等，RFID設(shè)備標識2環(huán)網(wǎng)柜1個監(jiān)測電纜接頭、銅排連接點處溫度，監(jiān)測柜門開關(guān)狀態(tài)、環(huán)境溫濕度、水浸狀態(tài)，RFID設(shè)備標識3分支箱1個監(jiān)測電纜接頭、銅排連接點處溫度，監(jiān)測柜門開關(guān)狀態(tài)、環(huán)境溫濕度、水浸狀態(tài)，RFID設(shè)備標識4箱式變1個監(jiān)測電纜接頭、銅排連接點處溫度，監(jiān)測柜門開關(guān)狀態(tài)、環(huán)境溫濕度、水浸狀態(tài)，RFID設(shè)備標識510kV配網(wǎng)線路2條監(jiān)測線路故障電流6桿塔117個監(jiān)測桿塔傾斜、噪聲，RFID設(shè)備標識7配電箱19個監(jiān)測銅排連接點、銅排連接點處溫度8柱上隔離開關(guān)、斷路器11個監(jiān)測閘刀觸點、開關(guān)觸點處溫度，RFID設(shè)備標識9避雷器6個監(jiān)測泄露電流、雷擊次數(shù)等序號傳感器名稱數(shù)量（個）1無線溫度傳感器4182無線溫濕度傳感器243無線門磁傳感器104無線水浸傳感器45無線桿塔傾斜傳感器46無線噪聲傳感器107無線故障電流傳感器63810kV無線避雷器69配變綜測骨干節(jié)點19合計：558部署方式

配網(wǎng)方面，監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)傳感器、無線基站、監(jiān)測裝置傳輸?shù)骄€路上的ONU設(shè)備，經(jīng)OLT設(shè)備匯聚到匯聚控制器，再經(jīng)PTN設(shè)備進入綜合數(shù)據(jù)交換網(wǎng)，主站采集服務(wù)器進行數(shù)據(jù)處理后，存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，由應(yīng)用服務(wù)器分析展示。用電信息采集信息經(jīng)GPRS接入國網(wǎng)信息安全接入系統(tǒng)，在物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用系統(tǒng)進行展示。系統(tǒng)架構(gòu)鶴壁物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)以國網(wǎng)“SG-ERP”總體架構(gòu)為基礎(chǔ)，主要包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個層次。其中感知層實現(xiàn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)統(tǒng)一感知與表達，建立統(tǒng)一信息模型，規(guī)范感知層的數(shù)據(jù)接入；網(wǎng)絡(luò)層將不同的通信技術(shù)屏蔽，按照規(guī)范化的統(tǒng)一通信規(guī)約實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的傳送；應(yīng)用層將多種數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一管理并向外提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)，支撐各類業(yè)務(wù)應(yīng)用。配網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)主站實現(xiàn)了配網(wǎng)設(shè)備運行環(huán)境和運行狀態(tài)的在線監(jiān)測，為配網(wǎng)設(shè)備的在線分析、運行管理、故障預警、故障定位等業(yè)務(wù)開展提供支撐，提高配網(wǎng)設(shè)備運行管理水平。通過與PMS系統(tǒng)設(shè)備臺賬信息相融合，可以在GIS系統(tǒng)中以二維可視化實現(xiàn)設(shè)備在線監(jiān)測，真正實現(xiàn)了配網(wǎng)的足不出戶在線監(jiān)測、實時告警、全景展現(xiàn)。用電信息采集在鶴源二區(qū)小區(qū)部署的采集器通過無線自組網(wǎng)絡(luò)方式將數(shù)據(jù)上傳至位于海#18板檢修園，集中器通過GPRS無線公網(wǎng)將用電信息傳送至用電信息采集主站，并在物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用系統(tǒng)中進行展示。配網(wǎng)設(shè)備全壽命周期管理

配網(wǎng)設(shè)備在線檢修

通過手持現(xiàn)場作業(yè)終端快速識別和定位設(shè)備屬性，在線查看鶴壁淇濱#26和#28線設(shè)備臺賬信息、運行信息、故障記錄、檢修記錄等，對設(shè)備運行狀態(tài)開展現(xiàn)場評價，支撐和服務(wù)配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修工作開展。通過采用手持現(xiàn)場作業(yè)終端，實現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)實時采集，在線檢修，在線錄入，大大提高了配網(wǎng)檢修效率。

采用高性能大容量工業(yè)級平板電腦作為配網(wǎng)現(xiàn)場作業(yè)終端，按照國家電網(wǎng)公司相關(guān)物資編碼標識規(guī)范，在鶴壁淇濱#26和#28線路配網(wǎng)設(shè)備上安裝RFID標簽建立設(shè)備標識，實現(xiàn)設(shè)備編碼、資產(chǎn)編碼與RFID信息一一對應(yīng)，建立涵蓋建設(shè)、維護、檢修、改造、退役、轉(zhuǎn)移、報廢等生產(chǎn)流程的設(shè)備資產(chǎn)和運行狀態(tài)電子化輔助管理系統(tǒng)，應(yīng)用配網(wǎng)現(xiàn)場作業(yè)終端讀取RFID信息，實現(xiàn)示范區(qū)域配網(wǎng)設(shè)備的全壽命周期管理。成效與成果獲得專利5項：（1）發(fā)明專利“一種電力移動智能巡檢終端”（2）實用新型專利“一種電力移動智能巡檢終端”（3）發(fā)明專利：一種新型的電力設(shè)備巡檢手持終端（4）實用新型專利：一種電力物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)（5）實用新型專利：一種基于混合組網(wǎng)的用電信息采集系統(tǒng)發(fā)表論文3篇：（1）論文“DesignandRealizationofConvergenceControllerBasedonIEC61850Protocol”（2）論文“電力物聯(lián)網(wǎng)示范工程建設(shè)綜述”（3）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電力設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)獲得軟件著作權(quán)1項：（1）基于物聯(lián)網(wǎng)的配網(wǎng)線路狀態(tài)監(jiān)測與防盜系統(tǒng)V1.0

通過開展配網(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測和狀態(tài)檢修，可以有效保障供電可靠性，提高電網(wǎng)設(shè)備資產(chǎn)的使用壽命，降低電網(wǎng)運行維護成本；通過探索用電信息采集新技術(shù)，為營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用提供支撐，加快物聯(lián)網(wǎng)成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化。無線溫度傳感器安裝位置安裝在電纜接頭、閘刀觸點、開關(guān)觸點、銅排連接點、變壓器外殼等處。功能說明使用2.4GHz數(shù)字無線技術(shù)平臺，采用了先進的一體化、微型化封裝技術(shù)，可以實現(xiàn)溫度、溫升和相間溫差的高可靠實時在線監(jiān)測，為配網(wǎng)線路的安全運行提供數(shù)據(jù)支持。技術(shù)參數(shù)通信頻率：2.4GHz～2.5GHz輻射功率：0dbm天線增益：3db（180°平板），0db（半波振子）溫度測量范圍：－55℃～＋150℃溫度測量精度：±2℃工作環(huán)境溫度：－40℃～＋100℃；工作周期：4秒（超溫）、8秒（告警），32秒（正常）工作時間：20mS平均功耗：功耗≤3μA（3V）電池容量:500mAh高溫鋰亞電池（150℃）電池壽命：>7年（-20~50℃）MTBF:>50000小時MTTR:<5分鐘外形尺寸：Φ32.3X24.1mm防護等級：IP67

無線溫濕度傳感器安裝位置：安裝在環(huán)網(wǎng)柜、分支箱、配電箱內(nèi)。技術(shù)參數(shù)：通信頻率：2.4GHz～2.5GHz輻射功率：0dbm溫度測量范圍：-40℃～+85℃溫度測量精度：±2℃相對濕度測量范圍：0.5%RH～100%RH；相對濕度測量精度：±5%RH（10%RH-90%RH）工作環(huán)境溫度：-40℃～+85℃平均功耗：功耗≤10μA（3.6V）電池壽命：＞7年外形尺寸：48mm×48mm×18mm防護等級：IP66供電方式：高溫鋰亞電池功能說明：測量環(huán)境溫度和環(huán)境相對濕度，實現(xiàn)遠程現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，減少工作量。技術(shù)參數(shù)：通信頻率：2.4GHz～2.5GHz輻射功率：0dbm天線增益：3db（180°平板）檢測距離：＜10mm（稀土磁鐵）工作環(huán)境溫度：－40℃～＋75℃平均功耗：≤10μA（3.6V）電池容量:1200mAh高溫鋰亞電池（120℃）電池壽命：>7年MTBF:>50000小時MTTR:<10分鐘防護等級：IP65外形尺寸：43mm×24mm×18mm無線門磁傳感器安裝位置：安裝在配電箱、環(huán)網(wǎng)柜、分支箱柜門上。功能說明：無線門磁傳感器與永磁鐵或電磁線圈等能形成磁場的器件配合使用，能夠?qū)崟r在線監(jiān)測柜門的開、關(guān)狀態(tài)，以及開關(guān)次數(shù)，即時告警，實現(xiàn)配電箱、環(huán)網(wǎng)柜、分支箱的防盜作用。無線水浸傳感器安裝位置：無線水浸傳感器安裝在環(huán)網(wǎng)柜、分支箱的底層。技術(shù)參數(shù)：通信頻率：2.4GHz～2.5GHz通信頻率：2.4GHz～2.5GHz輻射功率：0