配電房物聯(lián)網(wǎng)化智能運(yùn)維平臺(tái)
01
建設(shè)背景
配電房作為配網(wǎng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，擔(dān)負(fù)著為用戶分配電力的重?fù)?dān)，傳統(tǒng)模式的配電房存在日常巡視難以完全覆蓋全部臺(tái)區(qū)和點(diǎn)位、人員數(shù)量不足設(shè)備巡視不到位、環(huán)境監(jiān)測(cè)信息記錄不全不能完成集中監(jiān)控管理、難以掌握設(shè)備全部工況、系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況監(jiān)測(cè)不全等問(wèn)題，從功能響應(yīng)到運(yùn)維管理都無(wú)法與智能電網(wǎng)的建設(shè)要求相匹配。
在互聯(lián)網(wǎng)科技發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中也同樣取得了蓬勃發(fā)展，與傳統(tǒng)電力運(yùn)維相比，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能運(yùn)維系統(tǒng)在信息獲取、數(shù)據(jù)整合、狀態(tài)感知及差異化運(yùn)維方面具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。基于國(guó)網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)戰(zhàn)略規(guī)劃，為加快推進(jìn)智慧物聯(lián)網(wǎng)在臺(tái)區(qū)配電領(lǐng)域的落地，我公司利用物聯(lián)網(wǎng)全面感知的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，搭建了一套“云-管-邊-端”物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的配電房物智能運(yùn)維平臺(tái)，集成了在線監(jiān)測(cè)手段，大大提升了配電臺(tái)區(qū)的智能運(yùn)維能力，保障了保證配電安全穩(wěn)定運(yùn)行。
02
建設(shè)目標(biāo)
利用成熟物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，配電房物聯(lián)網(wǎng)化智能運(yùn)維平臺(tái)滿足各類傳感器數(shù)據(jù)接入，獲取設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、環(huán)境安防監(jiān)控、電氣量監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)。對(duì)下與各類傳感器設(shè)備相連，實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議內(nèi)容的傳感器數(shù)據(jù)接入，對(duì)上以物聯(lián)網(wǎng)MQTT協(xié)議對(duì)接配電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，同時(shí)滿足電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定，實(shí)現(xiàn)配電房整體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)錄入和智能分析、巡檢信息收集自動(dòng)化、巡檢結(jié)果處理智能化，實(shí)現(xiàn)由“人工巡檢”向“協(xié)同立體巡檢”的轉(zhuǎn)變。該平臺(tái)四大建設(shè)目標(biāo)為：
目標(biāo)一：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的物聯(lián)網(wǎng)化改造
采用在線式紅外熱成像儀監(jiān)測(cè)配電變壓器整體溫升狀況，并具備數(shù)據(jù)分析、圖像處理和數(shù)據(jù)上傳功能；
增加配電局放采集裝置，通過(guò)同軸電纜接收空間特高頻信號(hào)，并通過(guò)LORA等通訊方式與地電波等局放傳感器數(shù)據(jù)通訊，收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)邊緣計(jì)算匯總后傳送到配電智能網(wǎng)關(guān)；
對(duì)配電房中的開(kāi)關(guān)柜、線纜頭、母排等采用無(wú)線無(wú)源測(cè)溫，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備關(guān)鍵點(diǎn)的溫度變化情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度超溫和三相溫度不平衡的預(yù)警和報(bào)警功能；
增加低壓柜電參數(shù)在線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控回路的負(fù)載情況，方便調(diào)整三相負(fù)載實(shí)現(xiàn)三相平衡；
增加高低壓柜開(kāi)關(guān)位置監(jiān)測(cè)功能。
目標(biāo)二：完善電能采集及電能質(zhì)量分析
通過(guò)集成和二次改造，實(shí)現(xiàn)電壓/流、有功/無(wú)功等的數(shù)據(jù)上傳至配電物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)；
實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量分析包括三相不平衡、諧波、暫態(tài)事件分析；
實(shí)現(xiàn)用電分析包括事件告警分析、歷史負(fù)荷分析、負(fù)載率、日志查詢、運(yùn)行報(bào)表。
目標(biāo)三：環(huán)境監(jiān)測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)化改造
對(duì)配電房的綜合環(huán)境參量（溫度、濕度、SF6氣體、噪聲、水浸等）采用低功耗傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并通過(guò)微功率無(wú)線上傳至配電智能網(wǎng)關(guān)。
目標(biāo)四：安防、消防設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)化改造
增加視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控、定時(shí)巡航、動(dòng)態(tài)報(bào)警；
增加智能門禁、人臉識(shí)別等功能，對(duì)巡檢人員進(jìn)行記錄考核；
增加煙霧探測(cè)器，當(dāng)煙霧濃度超過(guò)一定范圍時(shí)進(jìn)行告警。
03
功能架構(gòu)
云：loT平臺(tái)+云主站+應(yīng)用微服務(wù) 管：無(wú)線有線+載波微功率+IP化 邊：邊緣計(jì)算+硬件平臺(tái)化+軟件APP化 端：智能低壓設(shè)備+物聯(lián)網(wǎng)通信單元+物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
3.1全景感知
物聯(lián)網(wǎng)通信單元實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)設(shè)備通信全覆蓋：裝置級(jí)、模塊級(jí)兩類基于IP化寬帶載波的通信單元，實(shí)現(xiàn)端設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)接入。 智能化低壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)所有結(jié)點(diǎn)信號(hào)高精度采集：電氣量、運(yùn)行狀態(tài)量、環(huán)境量均通過(guò)高精度設(shè)備實(shí)現(xiàn)全感知。 3.2全面支持物聯(lián)網(wǎng)化即插即用 標(biāo)準(zhǔn)通信：采用標(biāo)準(zhǔn)智能“端”設(shè)備自描述模型及服務(wù)接口定義規(guī)范。 便捷流程：手持終端現(xiàn)場(chǎng)掃碼并快速建立與一次設(shè)備關(guān)聯(lián)關(guān)系和測(cè)點(diǎn)映射，實(shí)現(xiàn)端”到“邊”、“邊”到“云”的自發(fā)現(xiàn)、自注冊(cè)和自動(dòng)建模，改變傳統(tǒng)依賴人工配置的施工模式。 新能源接入：支持充電樁、光伏等各類用戶終端快速接入，以最小化配置最大化提升調(diào)試效率。 3.3邊緣計(jì)算與云邊協(xié)同 多源數(shù)據(jù)融合共享：依托智能配變終端的容器和邊緣計(jì)算能力，建立配電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)模型與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化APP應(yīng)用軟件架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的融合共享。 微應(yīng)用助力智能決策：研究本地智能決策分析算法及應(yīng)用開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)故障硏判、運(yùn)行分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)、設(shè)備聯(lián)動(dòng)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等微應(yīng)用。 高效協(xié)同提升處理能力：建立云邊高效協(xié)同機(jī)制，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互、全量數(shù)據(jù)定期備份，分工協(xié)同提升云主站處理能力。 04 平臺(tái)價(jià)值 感知全面化 滿足各類傳感器數(shù)據(jù)接入，實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議內(nèi)容的傳感器數(shù)據(jù)接入，獲取設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、環(huán)境安防監(jiān)控、電氣量監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)區(qū)的智能化全面感知。 監(jiān)控實(shí)時(shí)化 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備關(guān)鍵點(diǎn)的狀態(tài)變化情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度超溫和三相溫度不平衡的預(yù)警和報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)低壓柜電參數(shù)在線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控回路的負(fù)載情況，實(shí)現(xiàn)配電房的綜合環(huán)境參量（溫度、濕度、SF6氣體、噪聲、水浸等）的實(shí)時(shí)采集。 運(yùn)維智能化 通過(guò)對(duì)配電房物聯(lián)網(wǎng)化改造，通過(guò)狀態(tài)自動(dòng)預(yù)警、數(shù)據(jù)集中管理、用電綜合分析實(shí)現(xiàn)了配電房的智能運(yùn)維。 05 應(yīng)用場(chǎng)景 傳統(tǒng)配電房物聯(lián)網(wǎng)化智能改造。
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