摘要:物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分,其核心仍然是互聯(lián)網(wǎng),但是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行了拓展和驗(yàn)收,實(shí)現(xiàn)了用戶與物品、物品與物品之間的信息交換和數(shù)據(jù)通信。近年來(lái),智能電網(wǎng)在全國(guó)范圍內(nèi)得到了推廣和普及,將物聯(lián)技術(shù)應(yīng)用到中低壓變電站的智能運(yùn)維系統(tǒng)中,不僅能夠有效改善電網(wǎng)系統(tǒng)的供電質(zhì)量,而且對(duì)于實(shí)現(xiàn)電力基礎(chǔ)資源的整合、提升電力智能化水平起到了重要作用。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)技術(shù);中低壓變電站;智能運(yùn)維系統(tǒng)
國(guó)內(nèi)中低壓變電網(wǎng)絡(luò)具有電壓等級(jí)交錯(cuò)、各級(jí)變電站數(shù)量不一以及分布零散等特點(diǎn),給中低壓變電站的運(yùn)維管理帶來(lái)了較大的困難?;谖锫?lián)技術(shù)的變電站智能運(yùn)維系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、分析處理等多種功能,從而為電力單位開展電力設(shè)備工況檢測(cè)提供了必要的技術(shù)支持,并在此基礎(chǔ)上降低運(yùn)維成本,保障電力網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行。文章首先對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單概述,隨后結(jié)合中低壓變電站的工作需要,對(duì)如何構(gòu)建智能運(yùn)維系統(tǒng)提出了幾點(diǎn)建議。
1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概述
2017年4月份,國(guó)家**印發(fā)了《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016-2030)》,其中明確提出了截至2020年,非化石能源結(jié)構(gòu) 比例達(dá)到15%以上。新能源的使用,會(huì)對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)的架構(gòu)模式帶來(lái)較大的沖擊影響,因此推行更加靈活和更加智能的電網(wǎng),成為電力行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而物聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用,無(wú)疑成為促進(jìn)電力行業(yè)智能化發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?/span>
1.1、物聯(lián)網(wǎng)的基本特征
(1)可感知。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的定義可知,物聯(lián)技術(shù)可以利用射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)和GPS 等信息傳感設(shè)備,對(duì)目標(biāo)設(shè)備進(jìn)行跟蹤和監(jiān)測(cè),并將采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集中處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)設(shè)備的“透明”管理。因此,借助于物聯(lián)技術(shù),管理人員可以感知物聯(lián)網(wǎng)覆蓋下的任何設(shè)備或物體的實(shí)時(shí)信息,為強(qiáng)化管理提供了必要的參考依據(jù)。
(2)可互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)的核心基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),將電力設(shè)備或其他物體接入到信息網(wǎng)絡(luò)后,就可以借助于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)不同終端設(shè)備的信息共享。這樣一來(lái),作為整個(gè)系統(tǒng)的管理人員,就可以根據(jù)具體管理需要,隨時(shí)調(diào)用和查看物聯(lián)網(wǎng)中各個(gè)電氣設(shè)備的相關(guān)信息,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的控制。
(3)智能化。為用戶提供更加便捷和智能的服務(wù),是現(xiàn)階段物聯(lián)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。物聯(lián)網(wǎng)可以借助于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)信息的分析和處理,一方面減輕了變電站工作人員的工作壓力,另一方面也可以利用專門的計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)智能化決策。
1.2、物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)內(nèi)涵
物聯(lián)技術(shù)是一個(gè)綜合性的概念,其中包含了傳感技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。按照技術(shù)內(nèi)容的不同,可以將物聯(lián)網(wǎng)分為三個(gè)層次:其中頂端的為管理層,主要是利用監(jiān)控技術(shù)、通信技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)的管 理和控制;同時(shí),管理層還能夠根據(jù)技術(shù)人員的控制,對(duì)下級(jí)發(fā)布區(qū)控制指令,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn) 維管理;中間為網(wǎng)絡(luò)層,主要是利用互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、云存儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)各類電氣設(shè)備的互聯(lián)互通,并在管理層和感知層之間起到連接作用;底部為感知層,包含了大量的傳感器、射頻器等,用來(lái)收集各類電氣設(shè)備的相關(guān)信息,并利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。
2、中低壓變電站職能運(yùn)維系統(tǒng)中物聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用
2.1、智能運(yùn)維系統(tǒng)架構(gòu)
智能運(yùn)維系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)變電站調(diào)度、變電站間和變電設(shè)備等系統(tǒng)的相互連接?;谖锫?lián)技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)包括以下幾種:一種是調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng),該系統(tǒng)的主要功能是在變電站終端計(jì)算機(jī)的控制之下,完成對(duì)基層各監(jiān)控平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)。利用這些基本信息,對(duì)變電站中個(gè)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有一個(gè)動(dòng)態(tài)的了解,以便于及時(shí)采取相應(yīng)的管理和維護(hù)措施。當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)異常狀況后,還能夠自動(dòng)發(fā)出警報(bào),便于運(yùn)維技術(shù)人員快速確定故障。另一種是傳感監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。中低壓變電站智能運(yùn)維系統(tǒng)中包含了大量的傳感器和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn),例如溫度傳感器、煙霧傳感器、電壓諧波和相位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)等。這些傳感器作為整個(gè)智能運(yùn)維系統(tǒng)的前端裝置,借助于物聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的收集和傳遞,并且將數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的加工處理后上傳到主機(jī)。還有一種是警衛(wèi)系統(tǒng)?;谖锫?lián)技術(shù)的變電站智能運(yùn)維系統(tǒng)雖然具有操作簡(jiǎn)便、快捷等諸多優(yōu)點(diǎn),但是也面臨著系統(tǒng)問(wèn)題。近年來(lái),許多投入使用的智能運(yùn)維系統(tǒng)也暴露出數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)無(wú)響應(yīng)等問(wèn)題,給中低壓變電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也造成了不利影響?;谖锫?lián)技術(shù)的警衛(wèi)系統(tǒng),融合了現(xiàn)階段較為先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)協(xié)同感知網(wǎng)絡(luò),可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別、多個(gè)設(shè)備的協(xié)同感知,對(duì)于智能運(yùn)維系統(tǒng)中的隱患能夠自動(dòng)識(shí)別出來(lái),從而保障了系統(tǒng)的完好。
2.2、傳感器設(shè)置和預(yù)警控制
根據(jù)工況下需要監(jiān)測(cè)的設(shè)備和對(duì)象,需要大量多類型工業(yè)傳感器,如:壓力、加速度、角度、紅外、渦流、放電、漏電、特種氣體和噪聲等。從主要的變電一次設(shè)備和二次設(shè)備來(lái)看,可在站內(nèi)靈活設(shè)置多傳感器,用來(lái)監(jiān)測(cè)各變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),構(gòu)成基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)絡(luò)和互連網(wǎng)絡(luò)的傳感網(wǎng)絡(luò),各站之間利用*域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
2.3、系統(tǒng)的主要功能
設(shè)備級(jí)智能融合監(jiān)控:一次、二次變電設(shè)備和變電運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè),如:主變套管、穿墻套管等接頭設(shè)備溫度,避雷器的泄漏總電流、諧波電流和阻眭電流,變電站水浸、漏水報(bào)警,優(yōu)化動(dòng)力環(huán)境控制方案。
運(yùn)維級(jí)站內(nèi)檢修維護(hù)行為的智能認(rèn)證與監(jiān)督:自動(dòng)分析操作票,物物確認(rèn)操作對(duì)象,自動(dòng)圖像識(shí)別檢修過(guò)程;自動(dòng)完成路徑引導(dǎo)和巡檢詳細(xì)采集、報(bào)表生成和填表引導(dǎo)。
3、安科瑞變電所運(yùn)維云平臺(tái)及硬件的選型
3.1、云平臺(tái)簡(jiǎn)介
隨著*改革政策的逐步推進(jìn)和落實(shí),普通線下運(yùn)維模式已無(wú)法滿足市場(chǎng)需求,迫切需要配套智能化線上運(yùn)維管理和服務(wù)平臺(tái),安科瑞變電所運(yùn)維云平臺(tái)(AcrelCloud-1000)根據(jù)市場(chǎng)需求反饋,運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù),為電力運(yùn)維公司提供配套線上運(yùn)維服務(wù),該平臺(tái)作為連接運(yùn)維單位和用電企業(yè)的紐帶,監(jiān)視用戶配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和電量數(shù)據(jù),為客戶提供更好的運(yùn)維服務(wù),平臺(tái)提供系統(tǒng)總覽、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量分析、用電統(tǒng)計(jì)分析和日/月/年電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表、異常預(yù)警、事故報(bào)警和事件記錄、運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)、運(yùn)維巡檢派單等功能,并支持多平臺(tái)、多終端數(shù)據(jù)訪問(wèn),
3.2、應(yīng)用場(chǎng)所:
(一)電力運(yùn)行維護(hù)企業(yè);
(二)連鎖商業(yè)、門店;
(三)物業(yè)管理企業(yè);
(四)集團(tuán)企業(yè);
(五)院校主管單位;
(六)智慧社區(qū),
3.3、平臺(tái)結(jié)構(gòu)
3.4、平臺(tái)主要功能
3.5、云平臺(tái)配置
現(xiàn)場(chǎng)硬件配置
應(yīng)用場(chǎng)合 | 型號(hào) | 功 能 |
高壓進(jìn)線 | AM5/AM5SE | 三段式過(guò)流/零序過(guò)流、過(guò)負(fù)荷保護(hù)(告警/跳閘)、PT斷線告警、三相一次重合閘、低頻減載、后加速過(guò)流、逆功率保護(hù) |
AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量,總正反向有功電能統(tǒng)計(jì),正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì);2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3×1.5(6)A,有功電能精度0.5S級(jí),無(wú)功電能精度2級(jí) | |
ACR230EFLH | 三相(I、U、kW、kvar、kVA、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ),四象限電能計(jì)量,THDu,THDi,2~31次各次諧波分量,CF(電壓波峰系數(shù)),THFF(波形因子),KF(電流K系數(shù)),εu(電壓不平衡度),εi(電流不平衡度)計(jì)算,電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量(含負(fù)序電流)測(cè)量,平均值,RS485/Modbus,大屏幕點(diǎn)陣式LCD圖形顯示,全中文菜單 | |
APM810 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In;四象限電能;電流、電壓不平衡度;負(fù)載電流柱狀圖顯示;66種報(bào)警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴(kuò)展記錄;2-63次諧波;2DI+2DO RS485/Modbus;LCD顯示 | |
高壓出線 | AM5/AM5SE | 三段式過(guò)流/零序過(guò)流、過(guò)負(fù)荷保護(hù)(告警/跳閘)、PT斷線告警、三相一次重合閘、低頻減載、后加速過(guò)流、逆功率保護(hù) |
AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量,總正反向有功電能統(tǒng)計(jì),正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì);2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3×1.5(6)A,有功電能精度0.5S級(jí),無(wú)功電能精度2級(jí) | |
APM810 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In;四象限電能;電流、電壓不平衡度;負(fù)載電流柱狀圖顯示;66種報(bào)警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴(kuò)展記錄;2-63次諧波;2DI+2DO RS485/Modbus;LCD顯示 | |
ACR220EFL | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),RS485/Modbus,四象限電能,LCD顯示 | |
低壓進(jìn)線 | APM810 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In;四象限電能;電流、電壓不平衡度;負(fù)載電流柱狀圖顯示;66種報(bào)警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴(kuò)展記錄;2-63次諧波;2DI+2DO RS485/Modbus;LCD顯示 |
ACR230EFLH | 三相(I、U、kW、kvar、kVA、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ),四象限電能計(jì)量,THDu,THDi,2~31次各次諧波分量,CF(電壓波峰系數(shù)),THFF(波形因子),KF(電流K系數(shù)),εu(電壓不平衡度),εi(電流不平衡度)計(jì)算,電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量(含負(fù)序電流)測(cè)量,平均值,RS485/Modbus,大屏幕點(diǎn)陣式LCD圖形顯示,全中文菜單 | |
低壓出線 | AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量,總正反向有功電能統(tǒng)計(jì),正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì);2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3×1.5(6)A,有功電能精度0.5S級(jí),無(wú)功電能精度2級(jí) |
APM810 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In;四象限電能;電流、電壓不平衡度;負(fù)載電流柱狀圖顯示;66種報(bào)警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴(kuò)展記錄;2-63次諧波;2DI+2DO RS485/Modbus;LCD顯示 | |
ACR220EFL | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),RS485/Modbus,四象限電能,LCD顯示 | |
AEW100 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量,總正反向有功電能統(tǒng)計(jì),總正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì);2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率);RS485接口、470MHz無(wú)線通訊、紅外通訊;電流規(guī)格3×1.5(6)A,有功電能精度1級(jí),無(wú)功電能精度2級(jí) | |
變壓器溫度監(jiān)測(cè) | ARTM-8 | 8路溫度巡檢,熱電阻信號(hào)輸入,RS485接口,2路繼電器輸出 |
線纜剩余電流/溫度監(jiān)測(cè) | ARCM300-J1/T4 | 1路剩余電流監(jiān)測(cè),4路溫度監(jiān)測(cè),1路繼電器輸出,事件記錄,LCD顯示,1路RS485/Modbus通訊 |
無(wú)線測(cè)溫 | ASD-320 | 一次動(dòng)態(tài)模擬圖、語(yǔ)音提示、帶電顯示及閉鎖、溫濕度數(shù)字控制、液晶顯示、分合閘、儲(chǔ)能、遠(yuǎn)方/就地、柜內(nèi)照明操作、人體感應(yīng),無(wú)線測(cè)溫功能(標(biāo)配3點(diǎn)),RS485/Modbus |
ARTM-Pn | 可以單獨(dú)安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內(nèi),每臺(tái)裝置可以接收3、6、9、12、18個(gè)傳感器的數(shù)據(jù),傳感器型號(hào)可選配ATE100、ATE200、ATE300。裝置帶有一路485接口,可將采集到的溫度數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控。 | |
ATC-200/400 | 一款帶有一路485接口的溫度收發(fā)器,可同時(shí)接收ATE100/200/300傳感器發(fā)射的數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控。 | |
ARTM-100 | 可以嵌入式安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內(nèi),每臺(tái)裝置可以接收240個(gè)傳感器的數(shù)據(jù),可與ATE100、ATE200、ATE300三種傳感器選配使用。裝置帶有一路485接口、可選配一路以太網(wǎng)口,可將采集到的溫度數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控。 | |
環(huán)境溫濕度 | WHD96-22 | 測(cè)量并顯示控制2路溫度、2路濕度。 |
水浸 | RS-SJ-*-2 接觸式水浸傳感器 | 接觸式水浸傳感器,監(jiān)測(cè)變電所、電纜溝、控制室等場(chǎng)所積水情況,工作電源:DC 10-30V 工作溫度:-20℃~+60℃ 工作濕度:0%RH~80%RH 響應(yīng)時(shí)間:1s 繼電器輸出:常開觸點(diǎn) |
攝像機(jī) | CS-C5C-3B1WFR | 支持720P高清圖像,支持分辨率可達(dá)到130萬(wàn)像素(1280*960)內(nèi)置麥克風(fēng)與揚(yáng)聲器具有語(yǔ)音雙向?qū)χv功能,支持螢石云互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),通過(guò)手機(jī)、PC等終端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程互動(dòng)和視頻觀看 |
煙霧傳感器 | BRJ-307 | 光電式煙霧傳感; 電源正極(DC 12V):+12V 繼電器輸出:常開觸點(diǎn) |
門禁 | MC-58(常開型) | 常開型;感應(yīng)距離:30-50mm 材質(zhì):鋅合金,銀灰色電度 干接點(diǎn)輸出 |
配套附件 | ARTU-K16 | 16路開關(guān)量輸入 |
KDYA-DG30-24K | 輸出 DC 24V ;24V電源 | |
KDYA-DG30-12K | 輸出 DC 12V;12V電源 | |
網(wǎng)關(guān) | ANet-YW1E2/2G | 1路10M/100M以太網(wǎng)口 2路RS485,1路2G(移動(dòng))上傳通道,工作電源:24V直流 用于安科瑞電力運(yùn)維系統(tǒng),支持能耗管理系統(tǒng) |
ANet-YW1E2/4G | 1路10M/100M以太網(wǎng)口 2路RS485,1路4g(全網(wǎng)通)上傳通道,工作電源:24V直流 用于安科瑞電力運(yùn)維系統(tǒng),支持能耗管理系統(tǒng) | |
ANet-YW1E1 | 1路10M/100M以太網(wǎng)口 1路RS485,1路4G(移動(dòng))上傳通道,工作電源:24V直流 僅支持采集點(diǎn)數(shù)100個(gè)點(diǎn),用于安科瑞電力運(yùn)維系統(tǒng),支持能耗管理系統(tǒng) | |
ANet-YW2E4 | 2網(wǎng)4串 工作電源:24V直流 用于安科瑞電力運(yùn)維系統(tǒng),支持能耗管理系統(tǒng) | |
平臺(tái)系統(tǒng) | 變電所運(yùn)維云平臺(tái) | 平臺(tái)提供用戶概況、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量分析、用電分析、日/月/年用能數(shù)據(jù)報(bào)表、異常事件報(bào)警和記錄、運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)備臺(tái)賬、售電服務(wù)、運(yùn)維派單等功能,并支持多平臺(tái)、多終端數(shù)據(jù)訪問(wèn)。 |
4、結(jié)束語(yǔ)
為了更好的滿足電力用戶的用電需求,中低壓變電站與時(shí)俱進(jìn)的引進(jìn)新技術(shù),實(shí)現(xiàn)運(yùn)維系統(tǒng)的優(yōu)化和升級(jí)。物聯(lián)技術(shù)能夠很好的滿足中低壓變電站智能運(yùn)維系統(tǒng)的需要,不僅實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)系統(tǒng)的工況巡檢、設(shè)備監(jiān)測(cè),而且還能夠發(fā)揮智能識(shí)別和自動(dòng)保護(hù)等功能,對(duì)于推動(dòng)中低壓變電站的智能化改造和信息化升級(jí)起到了推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn)
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