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淺談泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用

更新時(shí)間: 2022-01-06  點(diǎn)擊次數(shù): 465次
 摘要:泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是電力能源系統(tǒng)中新興的綜合性技術(shù),其將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等等技術(shù)融合在一起,有效提升配電系統(tǒng)的智能效率和供電能力,滿足城市發(fā)展對(duì)電力能源的需求。本文將以敘述泛在電力物聯(lián)網(wǎng)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)為主要內(nèi)容,結(jié)
合實(shí)際技術(shù)內(nèi)容和智能配電系統(tǒng)需求內(nèi)容,對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析,提升和改善智能配電系統(tǒng)的工作質(zhì)量和效率。
關(guān)鍵詞:泛在電力物聯(lián)網(wǎng);智能;配電系統(tǒng);應(yīng)用
0前言
      配電網(wǎng)在電力能源系統(tǒng)中占有著重要地位,其運(yùn)行的質(zhì)量和效率直接決定著供電系統(tǒng)中對(duì)電力能源的運(yùn)輸情況,則面對(duì)城市發(fā)展和居民生活對(duì)電力能源運(yùn)輸?shù)母邩?biāo)準(zhǔn)要求,配電網(wǎng)系統(tǒng)需要進(jìn)一步提升和優(yōu)化,進(jìn)而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)開始逐漸在智能配電系統(tǒng)中應(yīng)用,彌補(bǔ)配電網(wǎng)運(yùn)行中存在漏洞與問題,將各類技術(shù)不斷引入,降低物力人力大量消耗同時(shí),維護(hù)配電網(wǎng)系統(tǒng)和設(shè)備的使用,保障能源使用者。
1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)
1.1  感知層技術(shù)
      感知層技術(shù)是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中基礎(chǔ)也是重要的技術(shù)之一,能夠利用各類相關(guān)設(shè)備對(duì)能源使用情況進(jìn)行及時(shí)反饋,使得配電網(wǎng)系統(tǒng)控制中心能源大程度的對(duì)程運(yùn)行情況進(jìn)行掌握,避免由于外界因素干擾使得系統(tǒng)運(yùn)行紊亂;此外,其還能評(píng)估系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)情況,靈活調(diào)動(dòng)電力能源運(yùn)行和轉(zhuǎn)換狀態(tài),降低配電系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)故障的概率。
1.2 平臺(tái)層技術(shù)
      雖然感知層技術(shù)能夠?qū)⒋罅繑?shù)據(jù)信息通過感知層技術(shù)中設(shè)備上傳,但是這些數(shù)據(jù)信息中并不是都具有意義,則平臺(tái)層技術(shù)便會(huì)先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和篩選,將有用信息數(shù)據(jù)挑選出來,再按照數(shù)據(jù)信息內(nèi)容進(jìn)行不同核算加工,形成具體的表格或者圖像,利用相關(guān)設(shè)備傳送到各個(gè)相應(yīng)部門以及大數(shù)據(jù)中,方便技術(shù)人員和能源客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。
1.3 網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)
      網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)所涵蓋的范圍廣、涉及的技術(shù),包括無線技術(shù)、5G 技術(shù)等等,不僅是因?yàn)槠潢P(guān)系著各個(gè)能源客戶端同配電網(wǎng)系統(tǒng)核心信息數(shù)據(jù)交流,還影響各個(gè)關(guān)鍵技術(shù)之間的數(shù)據(jù)交流和傳遞,以便及時(shí)對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。
1.4 應(yīng)用層技術(shù)
      固定指令需要依靠應(yīng)用層技術(shù)來實(shí)施,技術(shù)在運(yùn)行過程中一般分為兩種途徑,一則是按照固定指令對(duì)智能配電系統(tǒng)中相應(yīng)部分進(jìn)行運(yùn)行,而二則是智能配電系統(tǒng)結(jié)束能源配電后,對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備和客戶端進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化,并同感知層技術(shù)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳遞,優(yōu)化智能配電系統(tǒng)的技術(shù)水平。
2.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用內(nèi)容
2.1 配電網(wǎng)的監(jiān)控和評(píng)估
      配電網(wǎng)流程與環(huán)節(jié)眾多,一旦出現(xiàn)微小問題就會(huì)造成運(yùn)行中心出現(xiàn)故障,因此,在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用利用跟蹤和采集設(shè)備,周期性對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)評(píng)估,一旦出現(xiàn)問題或者漏洞,及時(shí)采取解決措施,并記錄在案,實(shí)時(shí)跟進(jìn)后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)作情況,對(duì)解決措施不當(dāng)之處進(jìn)行修改,維護(hù)配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。
2.2 綜合能源運(yùn)行協(xié)調(diào)
      智能配電系統(tǒng)規(guī)模巨大,所涉及的設(shè)備、系統(tǒng)數(shù)據(jù)眾多,傳統(tǒng)運(yùn)行模式無法支撐其進(jìn)一步發(fā)展和拓展,則泛在電力物聯(lián)網(wǎng)就可以在不影響智能配電網(wǎng)運(yùn)行的提前下,優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu),將不必要的流程和環(huán)節(jié)省去,綜合四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容,加強(qiáng)能源客戶端同系統(tǒng)中心之間的信息數(shù)據(jù)交換,確保配電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部能源的綜合利用,促進(jìn)其可持續(xù)性發(fā)展。
2.3 用戶個(gè)性化服務(wù)
      泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用中的就是用戶個(gè)性化服務(wù),利用技術(shù)設(shè)備和人工智能等,在電力能源客戶端建立一整套的迷你系統(tǒng),自動(dòng)對(duì)客戶端能源使用情況和配電系統(tǒng)運(yùn)輸電力情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析,對(duì)存在問題和漏洞之處,自行建立優(yōu)化方案并向配電系統(tǒng)中心傳輸,形成固定指令以便應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行對(duì)電力能源配送的調(diào)整,為能源使用者創(chuàng)造更好的能源使用環(huán)境。
3 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)展望
3.1 智能傳感及智能終端技術(shù)
      作為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵的一環(huán),高精度、含多維特征參量的智能感知技術(shù)及狀態(tài)信息全局智能化終端及其布局技術(shù)是發(fā)展電力物聯(lián)網(wǎng)*的一環(huán)。對(duì)于電力設(shè)備層智能化傳感裝置,首先要保證電力設(shè)備復(fù)雜工況下多維特征參量數(shù)據(jù)的有效性。發(fā)輸變配用等各類電力系統(tǒng)設(shè)備,長(zhǎng)期處在復(fù)雜多變的運(yùn)行環(huán)境,以變壓器為例,溫濕度、電磁場(chǎng)、壓力、氣體、水分等信息都會(huì)對(duì)變壓器的可靠穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中智能化傳感裝置面對(duì)復(fù)雜的電力設(shè)備工況應(yīng)保證多維特征參量(光學(xué)、電磁、聲學(xué)信號(hào))傳感采集的精度,保證感知信息的可靠性。同時(shí),為了提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理分析的效率,智能化傳感裝置應(yīng)具備設(shè)備狀態(tài)可靠性評(píng)估的能力,將智能傳感器件與電氣設(shè)備本體的一體化融合設(shè)計(jì)理念不失為一種更為有效的解決方案。對(duì)于系統(tǒng)層面的智能化感知技術(shù),不僅需要研究基于電力線的電網(wǎng)狀態(tài)傳感技術(shù),而且需要研究電力設(shè)備狀態(tài)參量建模、數(shù)據(jù)聚合與故障診斷定位技術(shù),并制定適應(yīng)不同電氣設(shè)備需求的智能傳感器標(biāo)準(zhǔn),發(fā)展適用于各種工況下的能源電力智能傳感器群。發(fā)展能源信息感知技術(shù)不僅僅需要發(fā)展傳感器設(shè)備,還需要構(gòu)建智能化終端,保證智能化終端的即插即用及業(yè)務(wù)終端統(tǒng)一管理及配置。
3.2 能源信息物理系統(tǒng)融合技術(shù)
      為構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng),需將電力網(wǎng)與設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)有機(jī)融合,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)一體化仿真。如何設(shè)計(jì)信息物理系統(tǒng)融合的架構(gòu)是其中關(guān)鍵技術(shù)之一。現(xiàn)階段不僅缺少融合的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,也缺少面向能源互聯(lián)網(wǎng)的信息物理系統(tǒng)融合模型與仿真方法。電信息與物聯(lián)網(wǎng)信息不僅僅需要相互交互,更需要將兩者信息融為整體,建立綜合性仿真模型及實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)面向信息流、業(yè)務(wù)流和能源流深度融合的聯(lián)合仿真。在綜合考慮能源供給不確定性的基礎(chǔ)上,研究全范圍能源期望交互能力,量化評(píng)估多能節(jié)點(diǎn)、線路。
4 安科瑞變電所電力運(yùn)維云平臺(tái)
4.1云平臺(tái)架構(gòu)

 
4.2云平臺(tái)概述
      我司的運(yùn)維平臺(tái)綜合運(yùn)用綜合保護(hù)裝置、多功能電力儀表、母排及線纜測(cè)溫裝置、 變壓器溫控儀、視頻攝像頭、水浸煙霧、溫濕度、門磁等多種傳感器統(tǒng)一接入變電所現(xiàn)場(chǎng)的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān),經(jīng)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)封裝、壓縮、加密后上傳至云平臺(tái)。實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)所有變電所用電情況、統(tǒng)一調(diào)度運(yùn)維巡檢安排,線上線下聯(lián)動(dòng);實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)變配電所的24小時(shí)無人值守,監(jiān)測(cè)各配電回路運(yùn)行狀態(tài),即時(shí)定位故障,降低風(fēng)險(xiǎn)。通過手機(jī)APP下發(fā)運(yùn)維任務(wù)到zhi定人員手機(jī)上,并通過GPS跟蹤運(yùn)維執(zhí)行過程。將企業(yè)集團(tuán)/高等院校內(nèi)廣泛分布的變電所集中統(tǒng)一管理,提高運(yùn)維效率、提高故障響應(yīng)速度,即時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行缺陷并做消缺處理。為售電企業(yè)提供電能集抄服務(wù),即時(shí)掌握用戶用電量情況,避免偏差考核;響應(yīng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的政策,增加客戶粘性,為后期的增值服務(wù)開展做準(zhǔn)備。
4.3云平臺(tái)功能

 

 

 

 

 
4.4云平臺(tái)配置方案

 
4.5產(chǎn)品介紹
      AM5SE系列微機(jī)綜合保護(hù)裝置
      功能
      保護(hù)功能:主變差動(dòng)保護(hù)功能、主變后備保護(hù)、三段式過流帶方向帶電壓閉鎖、三段式過流、零序電流保護(hù)、過電壓;
      低電壓保護(hù)、大功率電機(jī)保護(hù)、高壓電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)、PT并列功能、非電量保護(hù)、并網(wǎng)逆功率保護(hù)、檢同期功能;
      測(cè)量功能:保護(hù)電流、測(cè)量電流、零序電流、母線電壓、零序電壓4-20MA輸出、直流測(cè)量;
      通訊功能:提供RS485通訊接口,RS232維護(hù)接口,IRIG-B對(duì)時(shí)接口、USB升級(jí)接口,RJ45網(wǎng)口接口;
      故障錄波功能:保護(hù)動(dòng)作時(shí)觸發(fā)錄波,可以記錄故障前8個(gè)周波后四個(gè)周波的數(shù)據(jù);
      控制回路:自帶操作回路,防跳功能;
      GPS校時(shí)功能:提供時(shí)鐘同步接口,接收GPS校時(shí)信號(hào)。
       應(yīng)用
      35kV及以下電壓等級(jí)的變配電站及設(shè)備的保護(hù)測(cè)控功能,至少包括35kV進(jìn)線/主變壓器(一般容量2000kVA以上)/PT/母聯(lián)、10kV進(jìn)線/饋線/配電變壓器(一般容量2000kVA以下)/高壓電動(dòng)機(jī)/高壓電容器/母聯(lián)/PT等設(shè)備的保護(hù)和自動(dòng)控制功能。

      ASD300系列智能操控裝置
      功能
      一次動(dòng)態(tài)模擬圖指示及自檢帶電顯示、閉鎖及自檢;
      核相、強(qiáng)制加熱、強(qiáng)制照明;
      語音防誤提示;
      人體感應(yīng)及柜內(nèi)照明、已帶電語音播報(bào);
      分合閘、遠(yuǎn)方就地、儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換開關(guān);
      分合閘回路完好指示/電壓測(cè)量;
      預(yù)分預(yù)合閃光指示;
      斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計(jì);
      RS485串行通訊接口;
      開關(guān)柜節(jié)點(diǎn)無線測(cè)溫;
      全電參量測(cè)量。
      應(yīng)用
      35KV高壓及以下中置柜,手車柜,環(huán)網(wǎng)柜。
 

 
      ARTM-Pn無線測(cè)溫裝置
      功能
      接收60個(gè)ATE100/200/300/400;
      3U3I電參量測(cè)量;
      實(shí)時(shí)測(cè)溫功能;
      RS485通訊接口,通過標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS RTU協(xié)議實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)功能;
      具備自檢功能;
      超溫、高溫、相間溫差報(bào)警、溫度突變量告警功能。
      應(yīng)用
      變電站、配電室、箱變等。
 

 
      APM810系列多功能電力儀表
      功能
      準(zhǔn)確度等級(jí):有功電能0.5S級(jí),無功電能2級(jí);
      測(cè)量功能:三相電壓、三相電流、分相及總有功功率、分相及總無功功率、分相及總視在功率、分相及總功率因數(shù)、頻率、需量;
      電能計(jì)量:分相及總雙向電能、四象限無功電能;
      電能質(zhì)量監(jiān)測(cè):2-63次分次諧波、總(奇、偶)諧波測(cè)量、電壓波峰系數(shù)、電話波峰因子、電流K系數(shù)測(cè)量;
      輸入輸出:2路開關(guān)量輸出(選配MD82模塊可擴(kuò)至8路);
      及2路開關(guān)量輸入(選配MD82模塊可擴(kuò)至26路),開關(guān)量輸出;
      可配置為報(bào)警輸出或遠(yuǎn)程遙控,DO用作報(bào)警輸出時(shí)可自由關(guān)聯(lián)報(bào)警內(nèi)容;
      SD卡存儲(chǔ)功能:用于電參量、電能、諧波等數(shù)據(jù)定時(shí)存儲(chǔ),波形存儲(chǔ)等功能。
      應(yīng)用
      適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設(shè)施、智能大廈等需要電力監(jiān)控的場(chǎng)合。
 

 
      DTSD1352導(dǎo)軌式電能表
      功能
      測(cè)量功能:三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)、總正反向無功電能統(tǒng)計(jì);
      準(zhǔn)確級(jí)精度:有功0.5S;
      電流信號(hào)接入:直接接入10(80)A 經(jīng)CT接入1(6)A;
      電壓信號(hào):100V 380V;
      通信:RS485接口,支持MODBUS-RTU或者DL/T645通訊協(xié)議。
      應(yīng)用
      適用于政府機(jī)關(guān)和大型公建中對(duì)電能的分項(xiàng)計(jì)量,也可用于企事業(yè)單位作電能管理考核。

      ADW300無線智能儀表
      功能
      測(cè)量功能:三相電流、電壓、功率、頻率、總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)、總正反向無功電能統(tǒng)計(jì);
      電能質(zhì)量:電壓、電流不平衡度,電壓、電流總諧波及2-31分次諧波;
      需量:電流、功率需量及實(shí)時(shí)電流,功率需量;
      準(zhǔn)確級(jí)精度:0.5s級(jí) ADW300外置互感器型1級(jí);
      電流信號(hào)規(guī)格:100A輸入 ,經(jīng)互感器輸入,二次互感接入;
      通訊方式:RS485、 LORA無線通訊、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊。
      應(yīng)用
      ADW300方便用戶進(jìn)行用電監(jiān)測(cè)、集抄和管理,可靈活安裝在配電箱中,可用于電力運(yùn)維、環(huán)保監(jiān)管等在線監(jiān)測(cè)類平臺(tái)中。

 
      ARCM300系列電氣火災(zāi)監(jiān)控儀表
      功能
      測(cè)量:?jiǎn)位芈肥S嚯娏鳌?路溫度、電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、視在電能、四象限電能;
      保護(hù):剩余電流、溫度、過流等;
      報(bào)警:聲光報(bào)警,支持消音、復(fù)位操作;
      開關(guān)量:1路繼電器輸出、4路開關(guān)量輸入;
      通訊方式:RS485、NB-IOT無線通訊、4G無線通訊。
      應(yīng)用
      適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。
       

 
      ANET智能網(wǎng)關(guān)
      功能
      數(shù)據(jù)采集(支持串口、以太網(wǎng),只需配置即可兼容支持標(biāo)準(zhǔn)電力規(guī)約的各類儀表);
      數(shù)據(jù)上傳(支持往上海分類分項(xiàng)能耗平臺(tái)、寧夏電力需求側(cè)平臺(tái)、江蘇電力運(yùn)維平臺(tái)、浙江電力運(yùn)維平臺(tái)上傳數(shù)據(jù));
      邊緣計(jì)算(靈活的報(bào)警閾值設(shè)置、主動(dòng)上傳報(bào)警信息、數(shù)據(jù)合并計(jì)算、斷點(diǎn)續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由);
      遠(yuǎn)程管理(遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程升級(jí)、遠(yuǎn)程監(jiān)視)。
      應(yīng)用
      泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、能耗系統(tǒng)平臺(tái)、電力需求側(cè)管理平臺(tái)、第三方云平臺(tái)、預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)、運(yùn)維系統(tǒng)平臺(tái)、電力監(jiān)控平臺(tái)、能源綜合管理平臺(tái)。

 
4.6云平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖片  
  

 
4.7平臺(tái)價(jià)值
      為電力運(yùn)維企業(yè)提供線上運(yùn)維服務(wù)平臺(tái),實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)所有變電所用電情況、統(tǒng)一調(diào)度運(yùn)維巡檢安排,線上線下聯(lián)動(dòng)。
      將企業(yè)集團(tuán)/高等院校內(nèi)廣泛分布的變電所集中統(tǒng)一管理,提高運(yùn)維效率、提高故障響應(yīng)速度;
      響應(yīng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的政策,增加客戶粘性,為后期的增值服務(wù)開展做準(zhǔn)備;
      為售電企業(yè)提供電能集抄服務(wù),即時(shí)掌握用戶用電量情況,避免偏差考核。
4.8訪問方式

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5結(jié)語

      新時(shí)代經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)發(fā)展提前下,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)存在的綜合性,成為優(yōu)化配電網(wǎng)系統(tǒng)的必然選擇,電力能源企業(yè)除了結(jié)合自身科技水平,不斷對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行提升和維護(hù),還要不斷加強(qiáng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)中的各項(xiàng)應(yīng)用內(nèi)容,系統(tǒng)化和科學(xué)化對(duì)智能配電網(wǎng)進(jìn)行管理,維護(hù)其正常運(yùn)行狀態(tài),為居民生活提供更加穩(wěn)定和更加安全的電力能源,促進(jìn)配電系統(tǒng)在未來進(jìn)一步發(fā)展。

 

參考文獻(xiàn):
[1]劉琳娜,高森,吳帥,楊華,馮立嶺,史辛琳.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用.
[2]涂吉祥,張釗,彭虹茗.車網(wǎng)相連效率升——重慶合川供電用車改革融入泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)[J].中國電業(yè),2019(04):50-51.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版.

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