紹興配電側(cè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

　　摘  要 ：在外部環(huán)境和內(nèi)部改革雙重壓力下，國網(wǎng)公司順勢而為，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)進行探索與建設(shè)，重點從中壓配網(wǎng)、低壓臺區(qū)兩個層級的設(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，并對將來臺區(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) ;低壓臺區(qū) ;Mesh ;RFID 標簽

　　0 引 言

　　為了落實國網(wǎng)公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)要求，推動泛在 電力物聯(lián)網(wǎng)體系構(gòu)建，加快電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與當前配電網(wǎng)的 深度融合實踐，實現(xiàn)配電網(wǎng)全面感知、數(shù)據(jù)融合和智能應(yīng) 用的實用化，國網(wǎng)紹興供電公司按照《國家電網(wǎng)公司配電 網(wǎng)頂層設(shè)計》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)開展配網(wǎng)泛在電 力物聯(lián)網(wǎng)試點。

　　1 現(xiàn) 狀

　　試點小區(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 開關(guān)站，其中小區(qū)內(nèi)有 3 座(含西區(qū) 2 座， 東區(qū) 1 座)。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 界樹變的 10 kV 海樾 A002 線、傳奇 A030 線進行供電。目前，這 3 座開關(guān)站按配網(wǎng)自動化要求設(shè) 計及調(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(當負荷超過 120 A 時接入)。

　　在 5 個開關(guān)站內(nèi)已裝有防盜及環(huán)境智能檢測裝置 各 1 套，可 24 h 監(jiān)測室內(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關(guān)及低壓母聯(lián)開關(guān)具有三 遙功能，低壓出線開關(guān)具有二遙功能。此外，配電房在投運 初就裝有“配電變壓器綜合智能控制裝置”，具有進線備投、 母聯(lián)備投、經(jīng)濟運行等多種功能。 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)，實現(xiàn) 設(shè)備本體及運行環(huán)境的深度感知及全景展示的智能運檢，紹 興公司對中壓配網(wǎng)的泛在物聯(lián)網(wǎng)改造內(nèi)容主要有以下幾點。

　　2.1 電纜可視化

　　示范區(qū)內(nèi) 4 條 10 kV 電纜及電纜井共計需安裝低頻 RFID 標簽 170 個。通過具備寫入功能的電子標簽，將電纜 型號長度、出廠時間、電纜頭制作人員、電纜走向、電纜井 位置等信息集中寫入管理，形成電纜設(shè)備、電纜井的唯一身 份標識。同時，搭建一個電纜精益化管控平臺，進行設(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。

　　班組運行人員可應(yīng)用掌上 PDA 開展電纜智能巡檢，結(jié)合 GIS 信息系統(tǒng)，確定電纜巡檢路線。巡檢過程中，通過讀取電纜 井低頻 RFID 電子標簽，進行巡檢路線可視化。通過讀取電 纜井高頻 RFID 電子標簽，可實現(xiàn)每條電纜從生產(chǎn)到倉儲運 輸、安裝施工到運行維護等各環(huán)節(jié)的狀態(tài)可視化，實現(xiàn)防偽、 溯源、故障分析定位等多種應(yīng)用。

　　2.2 智能運檢

　　按照配網(wǎng)故障“提前感知、自我診斷、智能決策”的思路，對建設(shè)區(qū)域內(nèi)的 4 條線路配置 1 臺紅外測溫、5 頂智能 安全頭盔。對建設(shè)區(qū)域內(nèi)的 5 座開關(guān)站配置 5 套視頻及門禁、 1 套智能機器人以及 5 套通信裝置，實現(xiàn)配電房配電信息的 全量接入、統(tǒng)一采集和區(qū)域管理。 通過主動分析物聯(lián)網(wǎng)上傳的數(shù)據(jù)，進行歷史縱向?qū)Ρ取?同型設(shè)備橫向綜合分析，主動推送預(yù)警信息，發(fā)布檢修策略。 發(fā)生故障，則調(diào)取日常運行檢測數(shù)據(jù)，主動研判故障信息， 自動定位故障設(shè)備，減少人工巡視時間，提高供電可靠性。

　　3 低壓臺區(qū)延伸

　　本次示范區(qū)低壓臺區(qū)部分因為工期及設(shè)備規(guī)模的原因， 只選擇 3 號配電房作為試點。3 號配電房主要為小區(qū)內(nèi) 4 幢 排屋和 2 棟高層供電。改造內(nèi)容 主要涉及安裝新型智能終端、替換安裝智能開關(guān)及帶輔助節(jié) 點的微斷、安裝低壓監(jiān)測單元、組建 RF-Mesh 無線微功率網(wǎng)。

　　3.1 新型智能終端(TTU) 小區(qū)內(nèi) 13 座配電房內(nèi)的 26 臺變壓器臺區(qū)終端全部更換 成具備物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算的新型智能配變終端(TTU)作為臺 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，研究實現(xiàn)智能配變的電壓質(zhì)量檢測、 戶變關(guān)系識別、臺區(qū)線損治理及負荷重分配等功能。

　　海樾府 示范區(qū)采用通過無線微功率網(wǎng) RF-Mesh，將低壓掛接設(shè)備的 采集信息在 TTU 匯集，然后定時通過 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)的動態(tài) 自組織、自配置、自維護、安裝簡單、成本較低等突出特點， 可有效解決電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)“最后一公里”的問題。

　　3.2 智能斷路器及低壓監(jiān)測單元(LTU) 海樾府小區(qū)低壓延伸部分的開關(guān)節(jié)點主要有變壓器低壓 出線柜開關(guān)、終端箱(動力柜)分支開關(guān)、表箱進線開關(guān)。 本次改造范圍為終端箱和動力柜分支開關(guān)以及表箱進線開 關(guān)。分支開關(guān)有 ABB SACE A1 和 RMM1-250S 系列，全部改裝成國電通的 ZDFHM3EL 系列的智能斷路器。表箱側(cè)空 開全部更換成帶輔助節(jié)點的微斷。這樣一來，從變壓器至用 戶表箱的每一層級的開關(guān)都能采集開關(guān)位置信息，為停電分 析到戶、故障研判的應(yīng)用場景提供策略。

　　4 結(jié) 語

　　紹興供電公司通過上述舉措建設(shè)配電物聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)，以 落實“云-管-邊-端”配電物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)體系的規(guī)�；�示范應(yīng)用， 并將數(shù)據(jù)上傳至配電自動化 IV 區(qū)主站和供電服務(wù)指揮系統(tǒng)， 用來支撐驗證智能配變終端在低壓配網(wǎng)綜合管控、故障研 判、拓撲識別、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 未來配網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的趨勢。但設(shè)備的大量安裝將對日常運 維帶來不便，所以除了加強設(shè)備可靠性之外必須進行裝置的 融合。

　　電力工程師論文范例：電網(wǎng)建設(shè)工程施工現(xiàn)場管理研究

　　目前國網(wǎng)公司已開發(fā)完成融合了臺區(qū)總表、臺區(qū)集中 器(I 型)和臺區(qū)配變終端，且基于 IP 化的雙模通信組網(wǎng)的 智能終端。對于浙江城鎮(zhèn)地區(qū)常見的是Ⅱ型集中器模式，故 未來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”4 個環(huán)節(jié)重點建立新能源汽車充電、 光伏、儲能站等清潔能源全信息感知體系，開展客戶側(cè)“源 網(wǎng)荷儲”協(xié)同服務(wù)，提升綜合能源利用效率，繼續(xù)推進泛在 電力物聯(lián)網(wǎng)探索，加快推進“三型兩網(wǎng)”建設(shè)，在電力體制 改革背景下，主動把握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)前沿趨勢，搶占制高點。

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　　作者：殷常斌，莫亦驊

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