配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端的概念及應(yīng)用

王帥

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)也開(kāi)始朝著信息化和智能化的配電物聯(lián)網(wǎng)方向上發(fā)展，智能終端作為基礎(chǔ)性的元件和核心關(guān)鍵技術(shù)吸引了越來(lái)越多的制造商、科學(xué)院以及IT企業(yè)和國(guó)家政府部門(mén)的關(guān)注和青睞。以配電物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的需求為基礎(chǔ)，總結(jié)出了關(guān)于配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端的概念和基本特點(diǎn)，并針對(duì)配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端的應(yīng)用進(jìn)行了分析和討論，希望可以為配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端更好的發(fā)展提供一些參考建議。

關(guān)鍵詞：配電物聯(lián)網(wǎng);智能終端;軟件定義;概念

引言

配電網(wǎng)在社會(huì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中有著非常重要的作用，并且也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要公共基礎(chǔ)設(shè)施。一般情況下低壓配電網(wǎng)在電網(wǎng)的尾部，是連接輸電網(wǎng)，向用戶(hù)供電的重要介質(zhì)，同時(shí)也是供電系統(tǒng)中重要的保障。根據(jù)去年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒的數(shù)據(jù)顯示，南方電網(wǎng)的低壓使用用戶(hù)達(dá)到了9600萬(wàn);國(guó)家電網(wǎng)低壓用用戶(hù)更是達(dá)到了5.5億戶(hù)，配電變壓器總臺(tái)數(shù)約為500多萬(wàn)臺(tái)，低壓配電線(xiàn)路總長(zhǎng)度約為6.78*10⁶km。一直以來(lái)，受到相關(guān)技術(shù)手段和管理方法匱乏的影響，低壓配電網(wǎng)中的終端設(shè)備種類(lèi)繁多，智能化水平不高，通信違約現(xiàn)象頻繁發(fā)生，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問(wèn)題導(dǎo)致配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行不當(dāng)、設(shè)備調(diào)控、用戶(hù)體驗(yàn)落后等問(wèn)題。但是，近些年隨著國(guó)家電網(wǎng)公司在智能電網(wǎng)方面的創(chuàng)新和研究，提高了電網(wǎng)的安全和質(zhì)量水平，并且通過(guò)借助互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)信息化、智能化的發(fā)展。配電網(wǎng)也從傳統(tǒng)的傳輸電能的主要作用開(kāi)始向著全面化、智能應(yīng)用和數(shù)據(jù)融合的配電物聯(lián)網(wǎng)的方向上發(fā)展。

1配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端的概念

1.1配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端的定位

配電物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中包括了管、邊、云、端四大核心層次;其中云主要是指云化主站，主要是依靠傳統(tǒng)信息系統(tǒng)框架和組織方式的創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)在互聯(lián)、開(kāi)放應(yīng)用、職能決策和協(xié)同自治決策的作用;管主要指的是一種傳輸通道，其具有高效、安全、時(shí)效的特點(diǎn);邊主要是指的一種接近于物、數(shù)據(jù)源頭并出處在網(wǎng)絡(luò)邊緣的智能代理，對(duì)云搜集和管理數(shù)據(jù)的范圍、能力進(jìn)行了充分的拓展;端是配電物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中控制主體的終端部分，可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)感知。

智能終端可以說(shuō)是邊的設(shè)備，但是又具有端設(shè)備的一些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，從物理學(xué)的角度上來(lái)看，端和邊設(shè)備是一種，主要是為了對(duì)智能配變終端的開(kāi)放式進(jìn)行布置的一種平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)、互聯(lián)的作用。從邏輯的角度上來(lái)看，邊是獨(dú)立存在的，通過(guò)軟件定義的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)終端側(cè)硬件資源和軟件應(yīng)用的融合，并且在不需要對(duì)硬件變更的情況下來(lái)實(shí)現(xiàn)配電臺(tái)區(qū)不斷變化的需求，這樣對(duì)智能配變終端等各種終端功能的應(yīng)用范圍進(jìn)行拓展。此外從計(jì)算資源方面來(lái)看，終端側(cè)還提升了邊緣計(jì)算的傳輸功能，讓感知數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了本地化的處理，推動(dòng)了端設(shè)備邊緣計(jì)算和云設(shè)備中大數(shù)據(jù)應(yīng)用的協(xié)同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)整體計(jì)算水平和能力的提高。

1.2配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端的內(nèi)涵

配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端是一種軟件定義終端，主要是通過(guò)開(kāi)放式的技術(shù)結(jié)構(gòu)，把數(shù)據(jù)和連接接口、控制接口、數(shù)據(jù)分析層、通信接口和優(yōu)化決策層等進(jìn)行分離，并且其中的設(shè)備功能由分析層和優(yōu)化決策層中的軟件來(lái)進(jìn)行定義，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化和平臺(tái)化發(fā)展。譬如智能手機(jī)的各項(xiàng)功能需要使用者借助相關(guān)的下載應(yīng)用來(lái)定義。但是軟件定義的終端該怎樣在配電領(lǐng)域中應(yīng)用，需要根據(jù)行業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究。本文中的配電物聯(lián)網(wǎng)是把配電物聯(lián)網(wǎng)中的物和網(wǎng)的計(jì)入單元進(jìn)行連接，主要是為了為配電網(wǎng)的正常運(yùn)行提供相關(guān)數(shù)據(jù)，另外還要對(duì)其他終端執(zhí)行決策命令和控制的終端進(jìn)行連接。這樣配電物聯(lián)網(wǎng)終端就從原來(lái)的裝置變成了一個(gè)平臺(tái)。

1.3配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端的基本特征

配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端具備了硬件平臺(tái)的所有特點(diǎn)，如硬件平臺(tái)化、軟件APP化和高度標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)。其中硬件平臺(tái)化主要是可以根據(jù)具體的應(yīng)用情況來(lái)對(duì)回路交直流采集模塊、各種傳感器模塊和有無(wú)線(xiàn)多種通信模塊等等進(jìn)行自由的組合和靈活的拼裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同廠(chǎng)家產(chǎn)品硬件之間的調(diào)整和更換，同時(shí)還可以針對(duì)不同的業(yè)務(wù)需求來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)主控模塊之間的調(diào)整和伸縮。

軟件APP化主要是指借助APP軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能，并通過(guò)模塊化的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的組合發(fā)展，提高各個(gè)APP軟件之間的獨(dú)立性和協(xié)調(diào)性。

高度標(biāo)準(zhǔn)化主要是指在端與端之間的聯(lián)系、互通、互操作的方向上對(duì)終端標(biāo)準(zhǔn)化提出更高的要求，并對(duì)終端中的所有軟件進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)信息模型和通信規(guī)約以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)化更新。

2配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端的實(shí)踐應(yīng)用

2.1配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端產(chǎn)品

按照配電物聯(lián)網(wǎng)軟件和硬件整體結(jié)構(gòu)開(kāi)放的技術(shù)思路，國(guó)家電網(wǎng)研發(fā)了一款智能終端產(chǎn)品——智能配變終端。此項(xiàng)智能終端產(chǎn)品是現(xiàn)階段硬件核心模塊CPU單芯多核，另外FLASH可以實(shí)現(xiàn)1GB的拓展，采用的是結(jié)構(gòu)一體化、通信部分模塊化的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其可以根據(jù)實(shí)際的操作應(yīng)用需求來(lái)對(duì)多個(gè)回路交直流采集模塊、各種傳感器模塊和有無(wú)線(xiàn)多種通信模塊等進(jìn)行信息采集交互和應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)更加靈活的應(yīng)用。在Linux操作系統(tǒng)的控制下，可以借助Linux Container輕量級(jí)虛擬技術(shù)來(lái)屏蔽不同硬件設(shè)備的差異。

2.2配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端應(yīng)用分類(lèi)

智能配變終端功能主要采取的是APP來(lái)實(shí)現(xiàn)自由的拓展，現(xiàn)階段APP主要分為基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用分析層和采集檢測(cè)層三個(gè)層級(jí)。其中基礎(chǔ)管理層主要是對(duì)智能配變終端狀態(tài)、配變臺(tái)賬信息維護(hù)以及APP等進(jìn)行管理的。應(yīng)用分析層是對(duì)運(yùn)維和使用者服務(wù)的高級(jí)別的應(yīng)用分析功能，包括了回路阻抗縫隙、低壓故障預(yù)判、低壓故障定位以及臺(tái)區(qū)電壓分布計(jì)算分析等內(nèi)容。采集檢測(cè)層主要是對(duì)低壓設(shè)備信息采集的基本情況進(jìn)行計(jì)算，可以說(shuō)是智能配變終端邊緣計(jì)算的數(shù)據(jù)來(lái)源，包括了低壓分錄采集檢測(cè)、配變交采、用戶(hù)端采集檢測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等等。

可以說(shuō)配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端的發(fā)展為我國(guó)電力行業(yè)而的發(fā)展提供了非常大的便利，甚至可以說(shuō)隨著配電物聯(lián)網(wǎng)智能終端的發(fā)展，還可以為我國(guó)很多領(lǐng)域的發(fā)展創(chuàng)造良好的技術(shù)保障和技術(shù)支持。

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