基于移動互聯(lián)的智能電網(wǎng)配電整體解決方案分析

張力偉 金龍春 秦愛華

摘 要：本文提出了基于移動互聯(lián)的代維管理系統(tǒng)在配電電網(wǎng)中的應(yīng)用，利用在線監(jiān)控系統(tǒng)和電力設(shè)備巡視系統(tǒng)，助力電網(wǎng)的智能化建設(shè)，實現(xiàn)對配電系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、能效管理、無人值守，保證配電系統(tǒng)的可靠安全運行。

關(guān)鍵詞：移動互聯(lián);在線監(jiān)測;巡視;無線通訊;遠(yuǎn)程控制;無人值守;代維管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.169

1 現(xiàn)狀分析

目前代維管理總結(jié)主要存在以下問題：代維管理的標(biāo)準(zhǔn)化程度有待提高;設(shè)備代維的全過程管理未真正閉環(huán);無人值班配電室輔助設(shè)施缺乏實時管控;設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)未能有效整合。

2 系統(tǒng)方案

2.1 系統(tǒng)組成

基于移動互聯(lián)的智能電網(wǎng)配電整體解決方案分為控制層和現(xiàn)場層，現(xiàn)場層主要由兩大部分組成：電力設(shè)備的在線監(jiān)測系統(tǒng)和電力設(shè)備巡視系統(tǒng)組成。在線監(jiān)測系統(tǒng)適用于具備在線監(jiān)測功能的設(shè)備，巡視系統(tǒng)適用于需要定期巡視的設(shè)備。通訊網(wǎng)絡(luò)采用先進(jìn)的移動互聯(lián)通訊，減少通訊線路敷設(shè)的麻煩。配電主站可以實時監(jiān)控所有運維服務(wù)的設(shè)備的情況，并能提供數(shù)據(jù)分析研究。

2.2 配電主站功能

配電主站實現(xiàn)代維管理、現(xiàn)場監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、實時控制等功能，形成完整的代維服務(wù)系統(tǒng)。

（1）實時報警：配電室的各個設(shè)備如果發(fā)生異常會及時報警，而且還有在線監(jiān)測、實時監(jiān)控、保護(hù)信息等系統(tǒng)提供的檢測數(shù)據(jù)，這些信息既可以顯示在監(jiān)控屏上，又可通過手持終端發(fā)送至到相關(guān)人員手持終端上。

（2）故障處理預(yù)案：根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場實時上傳的設(shè)備參數(shù)、視頻等數(shù)據(jù)，快速對報警信息進(jìn)行集成分析。依據(jù)形成的初步結(jié)論，系統(tǒng)啟動相應(yīng)故障處理預(yù)案，并自動生成工作流，將工作任務(wù)發(fā)送至工作人員的手持終端。

（3）統(tǒng)一指揮調(diào)度：直觀展現(xiàn)參與事故處理的人員、車輛及搶修物資的情況，根據(jù)預(yù)案意見統(tǒng)一指揮調(diào)度，迅速下達(dá)處理指令。并隨著事態(tài)的變化，系統(tǒng)能實時更新指令，指導(dǎo)現(xiàn)場搶修。

（4）故障處理評估：在故障處理過程中，手持終端對操作過程的進(jìn)行實時記錄和回傳，固定視頻或者移動視頻將對搶修的全過程進(jìn)行記錄，為故障處理后評估提供依據(jù)。

2.3 在線監(jiān)測系統(tǒng)

在線監(jiān)測系統(tǒng)主要用于新上的以配電代維服務(wù)為宗旨建立的集數(shù)據(jù)采集、傳輸、保護(hù)、控制、報警等功能為一體的智能化系統(tǒng)。適用中低壓變電站、工廠、樓宇、小區(qū)配電等配電系統(tǒng)的在線監(jiān)控和管理。

2.3.1 在線監(jiān)測系統(tǒng)組成

在線監(jiān)測系統(tǒng)由各子系統(tǒng)組成（詳見圖2）。子系統(tǒng)分類以設(shè)備為對象分為：開關(guān)柜在線監(jiān)測系統(tǒng)，電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)，配電變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)組成。

2.3.2 開關(guān)柜在線監(jiān)測系統(tǒng)

開關(guān)柜在線監(jiān)測系統(tǒng)由以下幾個功能組成：無線測溫模塊、溫濕度測量模塊，電能質(zhì)量監(jiān)測模塊，斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測模塊，主控單元等。

（1）溫濕度測量模塊：滿足開關(guān)柜內(nèi)部的溫濕度的測量上傳并且對加熱器和風(fēng)機(jī)的進(jìn)行控制。

（2）電能質(zhì)量監(jiān)測模塊：滿足實時監(jiān)測主回路的電能質(zhì)量信息，主要包括：三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、諧波等功能。并具備脈沖輸出、4-20mA輸出等功能。

（3）無線測溫模塊：采用無線傳感器技術(shù)，對開關(guān)柜內(nèi)的觸頭、銅排、電纜頭等接點進(jìn)行測溫，同時通過總線接口與主控單元連接。集先進(jìn)傳感技術(shù)、數(shù)字識別技術(shù)、無線通信技術(shù)、低功耗技術(shù)、抗干擾技術(shù)為一體，由無線測溫匯集終端和無線測溫采集器組成。

（4）斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測模塊：斷路器作為開關(guān)柜的核心部件，斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測模塊為在線監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，集合電子式互感器、智能終端、保護(hù)裝置、計量儀表、在線監(jiān)測五大功能。

（5）主控單元：主控單元實現(xiàn)裝置的核心控制，一方面負(fù)責(zé)與現(xiàn)場設(shè)備的連接，不僅通過總線和各個子模塊進(jìn)行通訊，還具備很強的擴(kuò)展性，滿足與各個廠家的智能儀表裝置進(jìn)行通訊連接包括微機(jī)保護(hù)、數(shù)顯表、智能操作、無線測溫裝置、火災(zāi)監(jiān)控等;另一方面負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)上傳配電主站，采用基于移動互聯(lián)網(wǎng)的通訊模式與配電主站進(jìn)行通訊。

2.3.3 電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)

電纜絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)采用了能夠捕捉、記錄“瞬時性可恢復(fù)接地故障”的現(xiàn)代超高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)以及能有效判斷其特征的數(shù)字辨識方法，實時、不間斷監(jiān)測電纜主絕緣自恢復(fù)故障和金屬護(hù)層故障，對電纜的絕緣情況給出預(yù)警。

2.3.4 配電變在線監(jiān)測系統(tǒng)

配電變在線監(jiān)測系統(tǒng)通過實時采集變壓器負(fù)荷電流、變壓器頂層及底層油溫、油位等運行參數(shù)，并上傳到配電主站，為主站建立變壓器運行狀態(tài)監(jiān)測、變壓器故障早期判斷及變壓器失效模型提供有力數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

通過干式變壓器溫度控制器（含鉑熱電阻）采集干式電力變壓器三相繞組溫度，可手動/自動控制風(fēng)機(jī)啟停。具有超溫報警，超溫跳閘，風(fēng)機(jī)啟停功能。通過RS485回傳變壓器溫度到配電房DTU終端后上傳到主站。

2.4 電力設(shè)備巡視系統(tǒng)

電力設(shè)備手持終端巡檢系統(tǒng)，針對巡檢工作實際需要及特點，具有路線安排、數(shù)據(jù)記錄、工作狀態(tài)監(jiān)督、數(shù)據(jù)匯總報告等功能。并可與電力設(shè)備企業(yè)現(xiàn)有信息系統(tǒng)無縫連接，有效的了解、檢查巡檢工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備或線路上的事故隱患，提升電力設(shè)備、電力設(shè)備運行的安全性。

2.4.1 采集方式

數(shù)據(jù)的采集方式有兩種：

（1）手持移動終端直接手工錄入，如果電力設(shè)施檢測儀器可以提供數(shù)據(jù)輸出接口，手持移動終端和儀器就可以直接對接，方便快捷準(zhǔn)確進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

（2）管理稽查功能：各級管理人員對設(shè)備的巡檢結(jié)果進(jìn)行抽查，對日常巡檢工作起到監(jiān)督作用（巡檢人員對設(shè)備巡檢后，需將最后巡檢信息寫入系統(tǒng)中）。

2.4.2 無線通訊功能

無線通訊可以實時準(zhǔn)確的控制巡檢人員是否按時到位，在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)隱患及設(shè)備故障，及時處理。既可以根據(jù)巡查設(shè)備傳輸上來的數(shù)據(jù)評估巡檢人員的工作質(zhì)量，可隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)管理軟件查看巡檢人員當(dāng)前到位情況，或統(tǒng)計分析和調(diào)閱查詢歷史記錄。

2.4.3 系統(tǒng)的工作流程

巡檢人員在外出巡檢時，通過手持移動終端向監(jiān)控管理中心發(fā)送信息，匯報當(dāng)前巡檢人員的位置、時間等信息實時上傳開始巡檢工作。發(fā)現(xiàn)故障電力設(shè)備時先按指紋進(jìn)行比對，然后在把故障類型、設(shè)備編號、處理結(jié)果等當(dāng)前信息實時發(fā)送到中心監(jiān)控平臺，監(jiān)控中心進(jìn)行評估反饋處理意見，當(dāng)前巡檢工作流程結(jié)束，繼續(xù)巡檢下一個電力設(shè)備。

3 系統(tǒng)意義

基于移動互聯(lián)的智能電網(wǎng)配電整體解決方案采用集成化、模塊化理念，深入結(jié)合用戶對配電設(shè)備的監(jiān)控、保護(hù)和運維的需求，采用移動無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)和電氣設(shè)備的在線監(jiān)測、保護(hù)和運維等功能，提高供電可靠性和供配電系統(tǒng)的自動化水平。

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