淺談電力物聯(lián)網(wǎng)配電系統(tǒng)智能運維

時間：2020-09-08作者：江蘇安科瑞電器制造有限公司瀏覽：150

引言基于電力物聯(lián)網(wǎng)的配電系統(tǒng)在正常運行，智能化運維顯得尤為重要，為較好地提高配電系統(tǒng)的運行水平，使配電網(wǎng)保持長期安全可靠運行，就要提高智能運行與維護管理技術，增強有效性，降低其中存在的各類問題，配電系統(tǒng)是保證電網(wǎng)能夠安全可靠供電的關鍵所在。因此，相關管理部門需要制定完善的基于電力物聯(lián)網(wǎng)的配電系統(tǒng)智能運行與維護技術，來加強配電網(wǎng)的運行管理與維護，同時，也直接提升了電力企業(yè)的總體效益與綜合效益。

配電網(wǎng)的智能化運行是與時俱進的，隨著科學技術的發(fā)展，人民的生活水平的提高，社會的需求隨之不斷增加，電力企業(yè)也需要不斷進步，走向現(xiàn)代化。保證不斷地供電，以及提高其可靠性和供電質(zhì)量，才會滿足廣大人民的生活需求，從而提高經(jīng)濟效益和用戶滿意度。

配電系統(tǒng)智能化是一種結合計算機、通信、網(wǎng)絡等技術于一體的智能系統(tǒng)，以便于配電網(wǎng)的正常運行和維護，即使出現(xiàn)了故障也會因智能檢測及維護及時*的得到反饋，從而得到控制，達到提升供電質(zhì)量、降低能源消耗等目的。同時，這種智能化可以在一定程度上解決維護手段不統(tǒng)一的問題，能使配網(wǎng)運檢人員的工作較*進行。

1主要設計思路

1.1 項目背景

電力物聯(lián)網(wǎng)圍繞著電力系統(tǒng)的各個方面，充分利用現(xiàn)代信息技術和**的通信技術，如移動互聯(lián)網(wǎng)和人工智能，實現(xiàn)電力各個環(huán)節(jié)中的萬物互聯(lián)和人機交互系統(tǒng)，具有狀態(tài)感知，信息處理和便捷的應用。具有靈活功能的智能服務系統(tǒng)，包括感知層、網(wǎng)絡層、平臺層和應用層四層。

作為實現(xiàn)電力系統(tǒng)各部分之間的互聯(lián)，人機交互以及綜合狀態(tài)感知的智能服務系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)在全國電網(wǎng)布局中得到統(tǒng)一推廣，從而加速并推進了相關起的業(yè)務發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)涉及五個級別的終端信息收集器(傳感器，RFID等)、邊緣計算、通信網(wǎng)絡、云平臺和人工智能。通過加快電力物聯(lián)網(wǎng)的投資速度，相關產(chǎn)業(yè)鏈中的公司將繼續(xù)受益。

隨著“三型兩網(wǎng)”的逐步推進，電力物聯(lián)網(wǎng)作為其重要的組成部分，將配電系統(tǒng)融入到物聯(lián)網(wǎng)中，打造靈活的電網(wǎng)系統(tǒng)，將智能化服務融入生活中，配電系統(tǒng)的智能化運行與維護推動著電力行業(yè)飛速發(fā)展。

1.2 國內(nèi)電網(wǎng)的現(xiàn)狀

國內(nèi)電網(wǎng)經(jīng)過多年的建設與技術改造，具有以下特點：

(1)電網(wǎng)的規(guī)模、數(shù)量持續(xù)擴大，地區(qū)的配電網(wǎng)和輸電線路相對密集，并在持續(xù)向高壓發(fā)展。

(2)**的保護、自動化和通訊設備。由于微電子技術、光傳輸技術和網(wǎng)絡技術的廣泛應用，自動化和通信技術確保了一次電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，具有計算機化和數(shù)字化的特點，并正在走向智能化發(fā)展。

(3)有效地支持社會資源，例如道路交通、移動通信和其他社會資源在電力生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。可以看出，隨著變電站數(shù)量的快速增長，改變配電網(wǎng)的運行管理模式，優(yōu)化資源分配，釋放資源效率成為了挑戰(zhàn)。







1.3 配電系統(tǒng)的問題分析

由于不同廠家都有自己的獨立的監(jiān)控子系統(tǒng)，導致其監(jiān)控子系統(tǒng)無法實現(xiàn)互聯(lián)互通，運維難度大。各個系統(tǒng)間相互獨立，信息孤島化。因配電站數(shù)量大、分布廣、布線通訊難等因素導致數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的管理，不能及時地發(fā)現(xiàn)問題、處理問題，難以實現(xiàn)實時監(jiān)控。而且按相關安規(guī)，每個配電室需要3至6個值班檢修人員，電力人員招聘困難，技術要求高，因工作原因?qū)е轮藛T流動性大，間接使人員總成本升高。

配電系統(tǒng)信息化、自動化水平低，無法自動發(fā)現(xiàn)配電設備的潛在故障，運檢工作難度大，搶修及時性沒有**，運行的可靠性較低。在人工抄表時，由于人為因素會導致記錄不夠及時準確，人均運維站點較少，不利于維保商的長期發(fā)展，抄表數(shù)量大，工作效率低。日常的巡檢任務僅靠人員的自覺登記，缺乏監(jiān)管手段。

2 技術路線與專題研究

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術

物聯(lián)網(wǎng)是一個龐大的網(wǎng)絡，是通過將海量傳感設備與Internet結合而形成的。提供安全性、可控性甚至個性化實時在線監(jiān)視，位置跟蹤，警報鏈接，調(diào)度命令，計劃管理，決策支持以及其他管理和服務功能。在物聯(lián)網(wǎng)技術中，感知層為“萬物互聯(lián)與信息交互”奠定了基礎。它可以分解為感知控制和通信擴展的兩個子方向?qū)?，分別對應于智能信息識別和物理實體連接的功能。

在智能電網(wǎng)中，通過安裝智能采集設備，利用感知控制層獲得電網(wǎng)的信息。通信擴展層使用光纖通信和無線傳感技術來動態(tài)監(jiān)視電網(wǎng)的運行信息和各種電氣設備的運行。確?；ミB的數(shù)據(jù)安全可靠地傳輸?shù)诫娋W(wǎng)，從而減少了外部因素對電網(wǎng)的影響。

2.2 配電系統(tǒng)的運行維護技術研究

配電系統(tǒng)運行維護時的技術要求：

配電系統(tǒng)對配電網(wǎng)需要進行實時的監(jiān)控，而配電網(wǎng)在日常中需要人員定期進行大量的巡視維護工作，并將其情況實時地匯報給上級有關部門，以便降低運行故障的發(fā)生。而在正常的巡視維護中，分為周期性維護和特殊性維護兩大類：

●周期性維護

指在規(guī)定的時間內(nèi)進行維護巡視，比如每天的日常人工簡單巡檢維護，每周的人工一般巡檢維護，每個月的例行精細巡檢維護。而且每次維護至少需要兩個人。

●特殊性維護

指在特殊情況下的巡檢維護，比如高溫天氣的巡檢維護、暴風雨后的巡檢維護、重大節(jié)假日的維護等。

針對以上的維護，配電系統(tǒng)結合物聯(lián)網(wǎng)技術需要滿足基本的巡視維護，采用感知層的技術，將巡視維護中的設備一一相連，實時監(jiān)測設備的信息狀態(tài)，對設備進行提前預警，集中處理故障，總結規(guī)律，及時消除隱患。建立如下的智能電網(wǎng)運行維護的操作原則：

◆每周組織相關的專業(yè)人員對配電系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析，根據(jù)分析結果對巡檢維護的頻率進行調(diào)整。

◆在特殊時期智能運檢對配電網(wǎng)設備進行實時精細監(jiān)控，并組織集中化處理配網(wǎng)系統(tǒng)的故障問題，作出響應，總結經(jīng)驗，為之后的配網(wǎng)運檢行動做出貢獻。

◆在巡檢維護過程中，一旦有重大的缺陷或者隱患，應當自動將此區(qū)域納入精細化管理范圍，直至隱患消除，利用大數(shù)據(jù)重新進行評估，重新智能化定義巡檢頻率。

需求分析：

(1)建立智能配電系統(tǒng)的設備評估體系對配電網(wǎng)的配電設備的各類信息數(shù)據(jù)(電壓等級、運行年限、重要等級、負荷情況、健康狀況等)通過物聯(lián)網(wǎng)感知層集中收集，進行綜合大數(shù)據(jù)評估處理，將各個單位的管轄范圍的配電設備進行獨立評估，建立各自的評估標準，并將評估標準集中起來，進行分析與歸類，長期得到一個可靠、合理、有效的評估依據(jù)。針對不同的設備，建立不同評估方式，區(qū)分新老設備，合理化管理，充分利用資源，使運維方式較具針對性和有效性。

(2)細分運維方式

配電設備分布廣且地形復雜，針對這一問題，應當細分運維方式，一般運維與精細運維。一般運維是配網(wǎng)系統(tǒng)對設備的基本狀態(tài)進行監(jiān)視，設備反饋數(shù)據(jù)正常即可;精細運維則是針對特殊情況，對設備進行深入分析，獲取設備的全部信息，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在隱患，集中管理，及時消除隱患，提升運維的有效性。

(3)優(yōu)化運維內(nèi)容

配電系統(tǒng)對運維的結果進行分析與整理，對結果進行優(yōu)化，對一些特殊的設備進行精細化管理，合理利用資源，對設備進行定時、**、定量地管理。

(4)有效的運維工作

?對配電系統(tǒng)運維的結果進行大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化，集齊分析結果，并將結果進行分類整理、記錄、收集，為以后的配電運維積累經(jīng)驗，方便以后的查詢與應對。

?對分析結果進行分級評估，建立不同的評估管理體系，并細分運維方式，使其較具有針對性。

?智能化系統(tǒng)雖然是計算機操作，但還是需要人工進行基本的日常操作，如日常設備狀態(tài)的查看、配網(wǎng)系統(tǒng)是否正常運行等，需要人工進行上報，可以通過手持設備(接入配網(wǎng)系統(tǒng)的APP)進行瞬間上報，對配電現(xiàn)場的情況進行實時記錄并實時反饋，從而提高工作效率。

?對于智能化的配網(wǎng)系統(tǒng)，操作應當是簡單易懂的管理方式，使得運維人員管理起來不再復雜、困難。

3 總體設計

3.1 配網(wǎng)系統(tǒng)設備評估

(1)獲取基礎數(shù)據(jù)

借助物聯(lián)網(wǎng)技術獲取配電網(wǎng)中的各類設備信息，針對各類設備的特點進行分類整理，獲取其設備的基礎數(shù)據(jù)。

(2)錄入評估要素

配電系統(tǒng)的智能化運行離不了自動評估系統(tǒng)，需要借助大數(shù)據(jù)技術對設備的基礎數(shù)據(jù)進行評估數(shù)據(jù)篩選，并對配電網(wǎng)中的一些比較重要的因素作為評估要素。

(3)生成評估結果

本模塊將依據(jù)錄入的評估要素進行分析整理，按照配電網(wǎng)的要求準側(cè)對其進行評估，并對其結果進行區(qū)別整理為一般運維范圍和精細運維范圍。對于評估的結果，應允許運維人員進行手動調(diào)整。并將評估結果錄入系統(tǒng)中，以表格的形式展示出來。

(4)調(diào)整評估體系

本模塊主要是對評估體系的智能調(diào)整與智能優(yōu)化，其中包括對設備評估要素的增刪改查等基本功能，并在此基礎上建立評分權重調(diào)整，對于評估的分數(shù)，系統(tǒng)可以通過大數(shù)據(jù)分析進行自我評估，也可以人工線下錄入，保證評估標準的**。







3.2 配網(wǎng)系統(tǒng)運維管理

(1)工作記錄

配網(wǎng)系統(tǒng)將每次的運維工作錄入到數(shù)據(jù)庫中，并將運維的結果依次保存，以便于后面配網(wǎng)工作的繼續(xù)，也可用于數(shù)據(jù)對比，在系統(tǒng)中匯總。

(2)系統(tǒng)運維管理

配網(wǎng)系統(tǒng)可以智能地將運維的結果進行分析，并對其做出準確的判斷，給出相應的應對措施。同時，可以對運維記錄與結果進行增加、刪除、修改與查看(部分結果無法刪除與修改由系統(tǒng)根據(jù)運維時間的長短來判斷)，并且可以實時同步手持app設備的數(shù)據(jù)。保證數(shù)據(jù)實時較新、共享。

(3)移動app記錄

移動端app主要用于運維人員在現(xiàn)場進行人工維護時，根據(jù)配網(wǎng)系統(tǒng)給出的指令或結果進行實時、實地地維護，讓運維工作較具時效性、準確性。同時，系統(tǒng)可以將app的運維結果實時反饋，達到數(shù)據(jù)互通的效果。

4 安科瑞配電系統(tǒng)智能運維產(chǎn)品選型及介紹

近兩年來，安科瑞已經(jīng)陸續(xù)參與各縣市電力公司的用戶端能源管理平臺、云南省網(wǎng)綜合能源服務平臺、上海嘉定區(qū)147所學校電力運維平臺等相關平臺的建設，提供了包括云平臺、智能網(wǎng)關、終端設備等產(chǎn)品，各類用戶端云平臺在全國各地運行案例700多套，并且根據(jù)用戶需求不斷完善產(chǎn)品功能，這些都是未來泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的一部分。

“能源互聯(lián)網(wǎng)的春天到了，因其所能，它必將成為充滿活力的新型能源業(yè)態(tài)。盡管針對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)還有一些不同的聲音，但是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)悄無聲息的鋪開來，融入能源互聯(lián)網(wǎng)基礎建設的方方面面。

4.1安科瑞智能網(wǎng)關、終端設備選型

名稱型號功能應用

智能網(wǎng)關ANet-1E2S1-4G嵌入式linux系統(tǒng)，網(wǎng)絡通訊方式具備Socket方式，支持XML格式壓縮上傳，提供AES加密及MD5身份認真等安全需求，支持斷點續(xù)傳，支持Modbus，ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、101/103/104應用于變電所運維平臺、能源管理平臺

ANet-2E4S1

ANet-2E8S1

多功能電表APM830具有全電量測量，電能統(tǒng)計，采用模塊化設計，開關量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊可定制，開孔安裝主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理

DTSD1352具有全電量測量，電能統(tǒng)計，80A以內(nèi)可直接接入，導軌式安裝現(xiàn)場配電箱

物聯(lián)網(wǎng)電表ADW2XXADW2XX系列導軌式物聯(lián)網(wǎng)儀表主要用于低壓三相回路全電參量測量，調(diào)試可選擇四個回路的電流輸入?？芍苯踊蜷g接測量電壓、電流、功率、功率因數(shù)、相角、不平衡度、諧波等參數(shù)。還可通過其RJ45接口擴展輔助功能，實現(xiàn)DI、DO、測溫、剩余電流測量，以及4G、LORA、lorawan、NB-Lot無線通信功能。應用于變電所運維平臺、電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺

物聯(lián)網(wǎng)電表ADW300ADW300無線計量儀表主要用于計量低壓網(wǎng)絡的三相有功電能，具有RS485通訊和LORA無線通訊功能，方便用戶進行用電監(jiān)測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電箱內(nèi)，實現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負荷的分項電能計量，統(tǒng)計和分析。應用于變電所運維平臺、電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺

水浸探測器 RS-SJ-*-2 接觸式水浸傳感器(常開型);開關量輸出測量配電房的水位應用于變電所運維平臺、電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺

煙感報警器BRJ-307;開關量輸出測量配電房的煙霧濃度應用于變電所運維平臺、電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺

門磁開關MC-58門磁(常開型);應距離30~50mm;功率10W，電壓100V;電流0.5A;開關量輸出測量配電房的門的狀態(tài)應用于變電所運維平臺、電力物聯(lián)網(wǎng)云平臺







4.2 安科瑞智能運維平臺介紹







平臺結構

變配電站通過安裝多溫濕度傳感器，水浸傳感器，煙霧傳感器，門磁開關等傳感器，通過網(wǎng)關經(jīng)無線(3G/4G)或有線的方式將數(shù)據(jù)上傳云服務器上，并將數(shù)據(jù)進行集中存儲、統(tǒng)一管理。具有權限的用戶可通過PC、PAD、手機等各類終端設備訪問數(shù)據(jù)、接收報警信息，監(jiān)控變配電站環(huán)境狀態(tài)。

運維平臺功能：

安科瑞變電所運維云平臺(AcrelCloud-1000)根據(jù)市場需求反饋，運用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術，為電力運維公司提供配套線上運維服務。該平臺作為連接運維單位和用電企業(yè)的紐帶，監(jiān)視用戶配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)和電量數(shù)據(jù)，為客戶提供較好的運維服務，平臺提供系統(tǒng)總覽、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電統(tǒng)計分析和日/月/年電能統(tǒng)計報表、異常預警、事故報警和事件記錄、運行環(huán)境監(jiān)測、運維巡檢派單等功能，并支持多平臺、多終端數(shù)據(jù)訪問。

?電力監(jiān)測

通過矢量配電圖監(jiān)測變電所用電情況，畫面響應遙信變位、遙測越限報警，點擊某個配電回路后可以查詢該配電回路的各類詳細用電參數(shù)，包括實時值、平均值;







實時監(jiān)測變壓器運行情況，包括功率、負荷率、需量、繞組溫度等。







提供多種類型的查詢報表，可以查詢各配電回路的各類電力參數(shù)(電壓、電流、功率、頻率、諧波、三相不平衡度等),系統(tǒng)可以對某電力參數(shù)按照天、月進行數(shù)值統(tǒng)計(大、小、平均值)。







可實現(xiàn)漏電監(jiān)測、線纜及母排溫度監(jiān)測。







?故障報警

平臺可配置遙信變位報警(水浸、煙霧、門磁、開關跳閘等)、遙測越限報警(過壓、欠壓、過流、線纜溫度過高、繞組溫度過高等)、運行報警(儀表離線、網(wǎng)關離線等)，并將接收到的報警通過短信、網(wǎng)頁推送，報警上下限可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活配置。

?能效分析

按照配電回路、區(qū)域、部門、分項(照明、空調(diào)、動力等)統(tǒng)計每時、每天、每月、每年用電數(shù)據(jù)，并進行同環(huán)比分析;

按尖、峰、平、谷統(tǒng)計各配電回路的用電量及用電金額;

統(tǒng)計四象限電能并計算每天、每月的平均功率因數(shù);

按月統(tǒng)計每個回路的大需量及發(fā)生值，為需量申報提供依據(jù)。

?設備檔案

系統(tǒng)可配置每個變電所內(nèi)變壓器、進線柜、出線柜、計量柜、高壓電纜等設備信息，記錄設備的廠家、型號、投運日期等，并可靈活定義設備的巡檢項、缺陷類別等信息。

?巡檢消缺

通過系統(tǒng)編制巡檢計劃，并將計劃下發(fā)到巡檢人員手機上，巡檢人員在變電所現(xiàn)場根據(jù)巡檢要求執(zhí)行巡檢任務，如果在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)缺陷，可記錄缺陷并在系統(tǒng)中生成消缺任務。

?用戶報告

?手機APP

通過手機APP實現(xiàn)配電圖查看、視頻監(jiān)視及回放、電力參數(shù)查詢、需量統(tǒng)計、用能分析，并可通過手機接收報警、執(zhí)行巡檢、記錄缺陷.







5 結語

基于電力物聯(lián)網(wǎng)的智能配電系統(tǒng)使用智能終端收集有關設備的運行狀態(tài)，實時監(jiān)視，全年7×24h監(jiān)控，在配電室實現(xiàn)“無值班，少值班”，智能配電系統(tǒng)讓運維進入萬物互聯(lián)的新時代。

參考文獻

【1】張導,易克燈,王健, 基于電力物聯(lián)網(wǎng)的配電系統(tǒng)智能運行與維護技術

【2】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計及應用手冊.2019.11版


江蘇安科瑞電器制造有限公司專注于導軌電能表,有源濾波柜,工礦用電監(jiān)管,電動機保護器廠家,環(huán)保用電監(jiān)測,物聯(lián)網(wǎng)電表,一體式電動機保護器,油煙在線監(jiān)控,智能電動機保護器等

• 詞條

  詞條說明

• Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在中原科技城智慧能源配電工程中的應用

  摘 要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國變電站正朝著現(xiàn)代化的方向不斷發(fā)展，自動化設備以及繼電保護裝置憑借自身優(yōu)異性能而獲得廣泛應用。本文介紹的AM5SE系列的微機保護裝置，可以針對中原科技城智慧能源配電工程中不同保護對象提供對應的保護功能。并且通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)采集相關遙測、遙信數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化，實現(xiàn)無人或少

• 您知道故障電弧探測器可以防止電氣火災嗎?

  您知道故障電弧探測器可以防止電氣火災嗎?傳統(tǒng)的斷路器不能提供可靠的電弧故障保護。那是因為它們的設計并不是為了探測突然發(fā)生的危險電弧。它們可確保防止短路和過載。即使您小心地保持電線不受傷害并且僅使用經(jīng)過認證的插頭和適配器，電弧故障情況也可能會在視線之外形成。在所有家庭中，您的電力使用在高峰和待機消耗期間交替進行。這種模式會對電纜和連接造成壓力，導致絕緣和松動電線磨損。因此，您的電路中會有弱點。這就是

• 山東菏澤環(huán)?！半姳O(jiān)管”系統(tǒng)推廣了嗎？

  中小企業(yè)監(jiān)管難，電量監(jiān)控補短板“提起環(huán)?！姳O(jiān)管’，對很多人來說，還是一個新事物?！睆埳萍捉榻B，所謂環(huán)?！半姳O(jiān)管”，就是對企業(yè)生產(chǎn)設施和環(huán)保設施安裝用電采集設備，利用傳感技術實時收集用電數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)用無線方式傳輸?shù)胶笈_監(jiān)控系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)對企業(yè)生產(chǎn)設施和環(huán)保設施用電量的24小時全過程監(jiān)控?！靶蜗簏c說，環(huán)?！姳O(jiān)管’其實就是給企業(yè)生產(chǎn)設施和環(huán)保設施用電系統(tǒng)裝上了一個‘小卡扣’，施工簡單，投入很低，但

• 淺談云智能電瓶車快速充電系統(tǒng)設計及應用

  摘 要 ：居民住宅區(qū)和公共場所共享云智能充電系統(tǒng)，以電瓶車安全充電為基礎，基于 GPRS、Ethernet 構建互聯(lián)網(wǎng) + 物聯(lián)網(wǎng) + 人聯(lián)網(wǎng)的模式，通過*智能充電樁、主機、通訊設備、服務端和客戶端應用系統(tǒng)，為降低電瓶車充電火災隱患、實現(xiàn)安全充電的目標提供技術手段及相關服務。本設計可以使用太陽能板、壓電膜等綠色能源作為補充，同時，充電樁自助設備終端還可以投放商業(yè)廣告(平面或?qū)γ襟w形式)提高商