紹興配電側(cè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

殷常斌 莫亦驊

摘 要：在外部環(huán)境和內(nèi)部改革雙重壓力下，國(guó)網(wǎng)公司順勢(shì)而為，提出建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略。如何將戰(zhàn)略落地，如何構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系等一系列問(wèn)題亟需摸索解決。該文主要概述了紹興供電公司在配電側(cè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行探索與建設(shè)，重點(diǎn)從中壓配網(wǎng)、低壓臺(tái)區(qū)兩個(gè)層級(jí)的設(shè)備、通信等方面闡述了海樾府小區(qū)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)情況，總結(jié)歸納了配電側(cè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)思路和成果，并對(duì)將來(lái)臺(tái)區(qū)建設(shè)提出展望。

關(guān)鍵詞：配電側(cè);電力物聯(lián)網(wǎng);中壓配網(wǎng);低壓臺(tái)區(qū);Mesh;RFID標(biāo)簽

中圖分類號(hào)：TP391.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-1302（2020）09-00-02

0 引 言

為了落實(shí)國(guó)網(wǎng)公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)要求，推動(dòng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系構(gòu)建，加快電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與當(dāng)前配電網(wǎng)的深度融合實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全面感知、數(shù)據(jù)融合和智能應(yīng)用的實(shí)用化，國(guó)網(wǎng)紹興供電公司按照《國(guó)家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)頂層設(shè)計(jì)》技術(shù)要求與《配電物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展構(gòu)想》，于2019年下半年，率先在鏡湖新區(qū)海樾府小區(qū)開(kāi)展配網(wǎng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)。

1 現(xiàn) 狀

試點(diǎn)小區(qū)海樾府小區(qū)面積約0.16 km2，小區(qū)內(nèi)現(xiàn)有住戶約973（設(shè)計(jì)戶數(shù)1 841）戶。小區(qū)由一組高可靠性的雙環(huán)網(wǎng)供電，含5座10 kV開(kāi)關(guān)站，其中小區(qū)內(nèi)有3座（含西區(qū)2座，東區(qū)1座）。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該組雙環(huán)網(wǎng)分別由110 kV靈芝變的10 kV越商A321線、越總A301線和110 kV界樹(shù)變的10 kV海樾A002線、傳奇A030線進(jìn)行供電。目前，這3座開(kāi)關(guān)站按配網(wǎng)自動(dòng)化要求設(shè)計(jì)及調(diào)試，已在2019年年底完成光纜通道的敷設(shè)及上線聯(lián)調(diào)工作，且具備組合電器與少量斷路器（當(dāng)負(fù)荷超過(guò)120 A時(shí)接入）。在5個(gè)開(kāi)關(guān)站內(nèi)已裝有防盜及環(huán)境智能檢測(cè)裝置各1套，可24 h監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度、濕度、電纜浸水、SF6泄漏、人員非法入侵等情況。

海樾府小區(qū)內(nèi)有配電房13座，其中西區(qū)9座，東區(qū)4座。配電房變壓器低壓出線總開(kāi)關(guān)及低壓母聯(lián)開(kāi)關(guān)具有三遙功能，低壓出線開(kāi)關(guān)具有二遙功能。此外，配電房在投運(yùn)初就裝有“配電變壓器綜合智能控制裝置”，具有進(jìn)線備投、母聯(lián)備投、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等多種功能。

小區(qū)內(nèi)配電房到排屋的低壓電纜由落地式終端箱分支，最高層由地下室的動(dòng)力柜分支。高層表箱在每層樓道中，為單表箱。

2 中壓配網(wǎng)

這里的中壓主要指變電站出線電纜至配電房變壓器高壓側(cè)。為建立中壓配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)全感知泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備本體及運(yùn)行環(huán)境的深度感知及全景展示的智能運(yùn)檢，紹興公司對(duì)中壓配網(wǎng)的泛在物聯(lián)網(wǎng)改造內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn)。

2.1 電纜可視化

示范區(qū)內(nèi)4條10 kV電纜及電纜井共計(jì)需安裝低頻RFID標(biāo)簽170個(gè)。通過(guò)具備寫(xiě)入功能的電子標(biāo)簽，將電纜型號(hào)長(zhǎng)度、出廠時(shí)間、電纜頭制作人員、電纜走向、電纜井位置等信息集中寫(xiě)入管理，形成電纜設(shè)備、電纜井的唯一身份標(biāo)識(shí)。同時(shí)，搭建一個(gè)電纜精益化管控平臺(tái)，進(jìn)行設(shè)備資產(chǎn)信息統(tǒng)一管理，巡檢工作統(tǒng)一制定，管線路徑清晰展示。班組運(yùn)行人員可應(yīng)用掌上PDA開(kāi)展電纜智能巡檢，結(jié)合GIS信息系統(tǒng)，確定電纜巡檢路線。巡檢過(guò)程中，通過(guò)讀取電纜井低頻RFID電子標(biāo)簽，進(jìn)行巡檢路線可視化。通過(guò)讀取電纜井高頻RFID電子標(biāo)簽，可實(shí)現(xiàn)每條電纜從生產(chǎn)到倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸、安裝施工到運(yùn)行維護(hù)等各環(huán)節(jié)的狀態(tài)可視化，實(shí)現(xiàn)防偽、溯源、故障分析定位等多種應(yīng)用。

2.2 智能運(yùn)檢

按照配網(wǎng)故障“提前感知、自我診斷、智能決策”的思路，對(duì)建設(shè)區(qū)域內(nèi)的4條線路配置1臺(tái)紅外測(cè)溫、5頂智能安全頭盔。對(duì)建設(shè)區(qū)域內(nèi)的5座開(kāi)關(guān)站配置5套視頻及門禁、1套智能機(jī)器人以及5套通信裝置，實(shí)現(xiàn)配電房配電信息的全量接入、統(tǒng)一采集和區(qū)域管理。

通過(guò)主動(dòng)分析物聯(lián)網(wǎng)上傳的數(shù)據(jù)，進(jìn)行歷史縱向?qū)Ρ?、同型設(shè)備橫向綜合分析，主動(dòng)推送預(yù)警信息，發(fā)布檢修策略。發(fā)生故障，則調(diào)取日常運(yùn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)，主動(dòng)研判故障信息，自動(dòng)定位故障設(shè)備，減少人工巡視時(shí)間，提高供電可靠性。

3 低壓臺(tái)區(qū)延伸

本次示范區(qū)低壓臺(tái)區(qū)部分因?yàn)楣て诩霸O(shè)備規(guī)模的原因，只選擇3號(hào)配電房作為試點(diǎn)。3號(hào)配電房主要為小區(qū)內(nèi)4幢排屋和2棟高層供電，臺(tái)區(qū)低壓層級(jí)如圖2所示。改造內(nèi)容主要涉及安裝新型智能終端、替換安裝智能開(kāi)關(guān)及帶輔助節(jié)點(diǎn)的微斷、安裝低壓監(jiān)測(cè)單元、組建RF-Mesh無(wú)線微功率網(wǎng)。

3.1 新型智能終端（TTU）

小區(qū)內(nèi)13座配電房?jī)?nèi)的26臺(tái)變壓器臺(tái)區(qū)終端全部更換成具備物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算的新型智能配變終端（TTU）作為臺(tái)區(qū)數(shù)據(jù)中心，這有利于構(gòu)建“一套設(shè)備、統(tǒng)一管控”的低壓配網(wǎng)一體化管控體系，研究實(shí)現(xiàn)智能配變的電壓質(zhì)量檢測(cè)、戶變關(guān)系識(shí)別、臺(tái)區(qū)線損治理及負(fù)荷重分配等功能。海樾府示范區(qū)采用通過(guò)無(wú)線微功率網(wǎng)RF-Mesh，將低壓掛接設(shè)備的采集信息在TTU匯集，然后定時(shí)通過(guò)4G專網(wǎng)將采集數(shù)據(jù)上傳至云化主站的模式。這種模式主要利用Mesh網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)自組織、自配置、自維護(hù)、安裝簡(jiǎn)單、成本較低等突出特點(diǎn)，可有效解決電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)“最后一公里”的問(wèn)題。

3.2 智能斷路器及低壓監(jiān)測(cè)單元（LTU）

海樾府小區(qū)低壓延伸部分的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)主要有變壓器低壓出線柜開(kāi)關(guān)、終端箱（動(dòng)力柜）分支開(kāi)關(guān)、表箱進(jìn)線開(kāi)關(guān)。本次改造范圍為終端箱和動(dòng)力柜分支開(kāi)關(guān)以及表箱進(jìn)線開(kāi)關(guān)。分支開(kāi)關(guān)有ABB SACE A1和RMM1-250S系列，全部改裝成國(guó)電通的ZDFHM3EL系列的智能斷路器。表箱側(cè)空開(kāi)全部更換成帶輔助節(jié)點(diǎn)的微斷。這樣一來(lái)，從變壓器至用戶表箱的每一層級(jí)的開(kāi)關(guān)都能采集開(kāi)關(guān)位置信息，為停電分析到戶、故障研判的應(yīng)用場(chǎng)景提供策略。

4 結(jié) 語(yǔ)

紹興供電公司通過(guò)上述舉措建設(shè)配電物聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)，以落實(shí)“云-管-邊-端”配電物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)體系的規(guī)?；痉稇?yīng)用，并將數(shù)據(jù)上傳至配電自動(dòng)化IV區(qū)主站和供電服務(wù)指揮系統(tǒng)，用來(lái)支撐驗(yàn)證智能配變終端在低壓配網(wǎng)綜合管控、故障研判、拓?fù)渥R(shí)別、同期線損等應(yīng)用成效，提高中低壓配網(wǎng)故障綜合研判能力，提升故障搶修效率、供電可靠性和客戶服務(wù)水平。

感知設(shè)備的安裝、裝置的融合、數(shù)據(jù)就地邊緣代理等是未來(lái)配網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的趨勢(shì)。但設(shè)備的大量安裝將對(duì)日常運(yùn)維帶來(lái)不便，所以除了加強(qiáng)設(shè)備可靠性之外必須進(jìn)行裝置的融合。目前國(guó)網(wǎng)公司已開(kāi)發(fā)完成融合了臺(tái)區(qū)總表、臺(tái)區(qū)集中器（I型）和臺(tái)區(qū)配變終端，且基于IP化的雙模通信組網(wǎng)的智能終端。對(duì)于浙江城鎮(zhèn)地區(qū)常見(jiàn)的是Ⅱ型集中器模式，故未來(lái)Ⅱ型集中器與LTU的融合是必然的。2020年，紹興供電公司將在“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”4個(gè)環(huán)節(jié)重點(diǎn)建立新能源汽車充電、光伏、儲(chǔ)能站等清潔能源全信息感知體系，開(kāi)展客戶側(cè)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同服務(wù)，提升綜合能源利用效率，繼續(xù)推進(jìn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)探索，加快推進(jìn)“三型兩網(wǎng)”建設(shè)，在電力體制改革背景下，主動(dòng)把握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)前沿趨勢(shì)，搶占制高點(diǎn)。

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