1 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會的進(jìn)步、科技和信息化水平的提高以及全球資源和環(huán)境問題的日益突出，依靠現(xiàn)代信息通信和控制技術(shù)，積極發(fā)展智能電網(wǎng)，適應(yīng)未來可持續(xù)發(fā)展的要求，已成為國際電力發(fā)展的現(xiàn)實(shí)選擇。

智能電網(wǎng)的概念最早由美國電力科學(xué)研究院（EPRI）在2001 年提出，此后，于 2003 年提出《智能電網(wǎng)研究框架》并展開研究。智能電網(wǎng)是集創(chuàng)新工具和技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)于一體，利用高級感應(yīng)、通信和控制技術(shù)，為客服的終端裝置及設(shè)備提供發(fā)電、輸電和配電一條龍服務(wù)，它實(shí)現(xiàn)了與客戶的雙向交換，從而提供更多信息選擇、更大的能量輸出、更高的需求參與率及能源效率。

我國對智能電網(wǎng)的建設(shè)高度重視，并投入大量精力，制訂了詳細(xì)的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。中國國家電網(wǎng)公司正在全面建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，以各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的自主創(chuàng)新、國際領(lǐng)先的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。預(yù)計(jì)到“十三五”末期，國家電網(wǎng)將建成堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、透明開發(fā)、友好互動(dòng)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，總投資預(yù)計(jì)將超過 4 萬億。

近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能電網(wǎng)是信息通信技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將有效整合電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施資源，提高電力系統(tǒng)的信息化水平。中創(chuàng)軟件商用中間件股份有限公司經(jīng)過多年的積累，以物聯(lián)網(wǎng)信息聚合技術(shù)為理論基礎(chǔ)，研發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件 InforSuite IOT EdgeServer 系列產(chǎn)品，它能夠在采集原始數(shù)據(jù)的同時(shí)進(jìn)行大量的信息處理和計(jì)算，從海量的、雜亂無章的原始數(shù)據(jù)中抽取并推導(dǎo)出對于智能電網(wǎng)系統(tǒng)具有特定意義的數(shù)據(jù)，并且能夠降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸總量，降低網(wǎng)路負(fù)荷。

2 中創(chuàng)軟件物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中間件

InforSuite IOT EdgeServer ( 簡稱 IIES) 是中創(chuàng)軟件商用中間件股份有限公司自主研發(fā)的應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)解決方案的基礎(chǔ)中間件平臺。

IIES 提供了廣泛的傳感設(shè)備支持，并可以通過靈活可擴(kuò)展的框架迅速支持各種感知設(shè)備，為企業(yè)降低感知設(shè)備依賴的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可提供強(qiáng)大的事件處理引擎，將海量的傳感信息過濾、分組、關(guān)聯(lián)和聚合生成透明的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，增強(qiáng)了傳感數(shù)據(jù)的通透性 ；提供傳感設(shè)備的模擬工具、壓力測試工具、設(shè)計(jì)工具以及 SDK 開發(fā)包，為開發(fā)部署基于 RFID 與傳感器應(yīng)用的解決方案提供可視化開發(fā)支持 ；為傳感設(shè)備管理和監(jiān)控提供工具，以便于設(shè)備的規(guī)劃和管控。InforSuite IOTEdgeServer 產(chǎn)品族的成員及功能描述如表 1 所列。

3 配變電智能監(jiān)測系統(tǒng)主要功能

智能電網(wǎng)中配變電環(huán)節(jié)占據(jù)生產(chǎn)過程的極大比重。針對配變電網(wǎng)的電力設(shè)備監(jiān)測是保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的必要工作，是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容。通常配變電設(shè)備的分布點(diǎn)多面廣，且大部分部署在室外，易受天氣及人為破壞等因素的影響而引發(fā)故障。所以必須針對各種電力設(shè)備日常運(yùn)行過程中的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)異常、設(shè)備破損、性能降低等項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測和記錄，并在各種隱患發(fā)生前采取應(yīng)對措施，避免電力設(shè)備出現(xiàn)故障。

配用電環(huán)節(jié)的信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)度等環(huán)節(jié)的信息通信中處于相對薄弱的環(huán)節(jié)。尤其是隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，配變電電力設(shè)備的數(shù)量及異動(dòng)量迅速增多，且運(yùn)行情況復(fù)雜，迫切需要以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為手段，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化和互動(dòng)化。

智能電網(wǎng)配變電監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能如下：

電力設(shè)備的監(jiān)測及預(yù)警 部署在配變電設(shè)備上的傳感器節(jié)點(diǎn)能夠精確采集運(yùn)行環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)信息，代替人工觀測，提供更精確的監(jiān)測結(jié)果。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境和狀態(tài)信息，便于進(jìn)行設(shè)備故障的早期診斷和預(yù)警，提高配變電設(shè)備預(yù)防故障發(fā)生的能力。

電力設(shè)備檢修輔助 在傳感器節(jié)點(diǎn)上集成 RFID 功能，并可以存儲設(shè)備自身的相關(guān)信息，例如設(shè)備履歷、巡視標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書等。在現(xiàn)場作業(yè)過程中，提供給現(xiàn)場人員，有利于現(xiàn)場作業(yè)指導(dǎo)和后續(xù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

電力設(shè)備記錄及定位 實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場工作人員的定位功能。通過射頻識別對巡查人員進(jìn)行定位，監(jiān)督規(guī)范巡查人員按照預(yù)定路線行進(jìn)，避免設(shè)備漏檢。

4 配變電設(shè)備監(jiān)測方案

基于中創(chuàng)中間件的智能配變電監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1 所示。該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體包括傳感器節(jié)點(diǎn)、固定 IOT DeviceAgent、手持 RFID 讀寫器、IOT Server 服務(wù)器。其中，傳感器節(jié)點(diǎn)部署于配變電設(shè)備的安全部位，負(fù)責(zé)獲取并采樣電力設(shè)備的運(yùn)行狀況以及電力設(shè)備周圍環(huán)境的信息，并具有基本的運(yùn)算控制和數(shù)據(jù)處理能力。部署于巡查路線旁側(cè)的傳感器節(jié)點(diǎn)上需加裝 RFID 標(biāo)簽。傳感器節(jié)點(diǎn)可通過配置多種不同的傳感模塊，以獲知多種類型的狀態(tài)信息，并針對配變電環(huán)節(jié)的電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測。最基本的感知信息有設(shè)備自身的溫度、運(yùn)行環(huán)境的溫度、設(shè)備的震動(dòng)、運(yùn)行環(huán)境的濕度、設(shè)備的泄露電流信息等。

IOT Device Agent 部署于配變電站內(nèi)，負(fù)責(zé)變電站、配電站及傳感器網(wǎng)絡(luò)的全網(wǎng)信息匯集，并通過支撐網(wǎng)絡(luò)將這些信息發(fā)送到 IOT Server 端。IOT Server 將傳感信息進(jìn)行分析處理，從而生成透明的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，進(jìn)而支撐整個(gè)配變電監(jiān)控系統(tǒng)。

手持 RFID 讀寫器由工作人員隨身攜帶，用于電力設(shè)備的日常維護(hù)和巡查。當(dāng)持有 RFID 讀寫器設(shè)備的巡檢人員靠近電力設(shè)備時(shí)，將主動(dòng)掃描其通信范圍內(nèi)的射頻信息。

檢測信息可通過核心網(wǎng)直接匯集到 IOT Server 端，或者先匯集到 Device Agent 進(jìn)行過濾處理，再匯集到數(shù)據(jù)中心的IOT Server 端。Device Agent 端具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和完善的通信能力，可對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚、過濾、聚合、判斷等處理，以降低規(guī)模應(yīng)用時(shí)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

5 總 結(jié)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智能電網(wǎng)中將成為推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展的重要手段，有助于解決電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)重要運(yùn)行參數(shù)的在線檢測和實(shí)時(shí)信息掌控。基于中創(chuàng)軟件中間件的信息聚合方案，能夠?yàn)橹悄芘渥冸姳O(jiān)控系統(tǒng)提供良好的技術(shù)支撐和彈性可擴(kuò)展的軟件架構(gòu)。

20210828_61290f5b62f33__智能配變電監(jiān)控系統(tǒng)解決方案