1 引 言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步、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，積極發(fā)展智能電網(wǎng)，適應未來可持續(xù)發(fā)展的要求，已成為國際電力發(fā)展的現(xiàn)實選擇。

智能電網(wǎng)的概念最早由美國電力科學研究院（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、產(chǎn)品與服務于一體，利用高級感應、通信和控制技術，為客服的終端裝置及設備提供發(fā)電、輸電和配電一條龍服務，它實現(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)的建設高度重視，并投入大量精力，制訂了詳細的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。中國國家電網(wǎng)公司正在全面建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，以各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎，以信息化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領先的堅強智能電網(wǎng)。預計到“十三五”末期，國家電網(wǎng)將建成堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開發(fā)、友好互動的堅強智能電網(wǎng)，總投資預計將超過 4 萬億。

近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展突飛猛進，物聯(lián)網(wǎng)應用于智能電網(wǎng)是信息通信技術發(fā)展到一定階段的必然，使用物聯(lián)網(wǎng)技術將有效整合電力系統(tǒng)的基礎設施資源，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)信息聚合技術為理論基礎，研發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)應用中間件 InforSuite IOT EdgeServer 系列產(chǎn)品，它能夠在采集原始數(shù)據(jù)的同時進行大量的信息處理和計算，從海量的、雜亂無章的原始數(shù)據(jù)中抽取并推導出對于智能電網(wǎng)系統(tǒng)具有特定意義的數(shù)據(jù)，并且能夠降低網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸總量，降低網(wǎng)路負荷。

2 中創(chuàng)軟件物聯(lián)網(wǎng)應用中間件

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)的應用于物聯(lián)網(wǎng)解決方案的基礎中間件平臺。

IIES 提供了廣泛的傳感設備支持，并可以通過靈活可擴展的框架迅速支持各種感知設備，為企業(yè)降低感知設備依賴的風險，同時可提供強大的事件處理引擎，將海量的傳感信息過濾、分組、關聯(lián)和聚合生成透明的業(yè)務數(shù)據(jù)，增強了傳感數(shù)據(jù)的通透性 ；提供傳感設備的模擬工具、壓力測試工具、設計工具以及 SDK 開發(fā)包，為開發(fā)部署基于 RFID 與傳感器應用的解決方案提供可視化開發(fā)支持 ；為傳感設備管理和監(jiān)控提供工具，以便于設備的規(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)的電力設備監(jiān)測是保障電網(wǎng)安全運行的必要工作，是智能電網(wǎng)建設的重要內(nèi)容。通常配變電設備的分布點多面廣，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備日常運行過程中的設備運行參數(shù)、設備狀態(tài)異常、設備破損、性能降低等項目進行監(jiān)測和記錄，并在各種隱患發(fā)生前采取應對措施，避免電力設備出現(xiàn)故障。

配用電環(huán)節(jié)的信息通信技術在智能電網(wǎng)發(fā)、輸、變、配、用、調度等環(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)濟的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，配變電電力設備的數(shù)量及異動量迅速增多，且運行情況復雜，迫切需要以物聯(lián)網(wǎng)技術為手段，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的信息化、自動化和互動化。

智能電網(wǎng)配變電監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能如下：

電力設備的監(jiān)測及預警 部署在配變電設備上的傳感器節(jié)點能夠精確采集運行環(huán)境和設備狀態(tài)信息，代替人工觀測，提供更精確的監(jiān)測結果。通過實時監(jiān)測設備的運行環(huán)境和狀態(tài)信息，便于進行設備故障的早期診斷和預警，提高配變電設備預防故障發(fā)生的能力。

電力設備檢修輔助 在傳感器節(jié)點上集成 RFID 功能，并可以存儲設備自身的相關信息，例如設備履歷、巡視標準作業(yè)指導書等。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)指導和后續(xù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

電力設備記錄及定位 實現(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行定位，監(jiān)督規(guī)范巡查人員按照預定路線行進，避免設備漏檢。

4 配變電設備監(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)絡架構如圖1 所示。該系統(tǒng)的網(wǎng)絡實體包括傳感器節(jié)點、固定 IOT DeviceAgent、手持 RFID 讀寫器、IOT Server 服務器。其中，傳感器節(jié)點部署于配變電設備的安全部位，負責獲取并采樣電力設備的運行狀況以及電力設備周圍環(huán)境的信息，并具有基本的運算控制和數(shù)據(jù)處理能力。部署于巡查路線旁側的傳感器節(jié)點上需加裝 RFID 標簽。傳感器節(jié)點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)的電力設備進行監(jiān)測。最基本的感知信息有設備自身的溫度、運行環(huán)境的溫度、設備的震動、運行環(huán)境的濕度、設備的泄露電流信息等。

IOT Device Agent 部署于配變電站內(nèi)，負責變電站、配電站及傳感器網(wǎng)絡的全網(wǎng)信息匯集，并通過支撐網(wǎng)絡將這些信息發(fā)送到 IOT Server 端。IOT Server 將傳感信息進行分析處理，從而生成透明的業(yè)務數(shù)據(jù)，進而支撐整個配變電監(jiān)控系統(tǒng)。

手持 RFID 讀寫器由工作人員隨身攜帶，用于電力設備的日常維護和巡查。當持有 RFID 讀寫器設備的巡檢人員靠近電力設備時，將主動掃描其通信范圍內(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)進行匯聚、過濾、聚合、判斷等處理，以降低規(guī)模應用時的網(wǎng)絡負載。

5 總 結

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應用于智能電網(wǎng)中將成為推動智能電網(wǎng)發(fā)展的重要手段，有助于解決電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)重要運行參數(shù)的在線檢測和實時信息掌控?；谥袆?chuàng)軟件中間件的信息聚合方案，能夠為智能配變電監(jiān)控系統(tǒng)提供良好的技術支撐和彈性可擴展的軟件架構。

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