基于移動(dòng)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(ài)華

摘 要：本文提出了基于移動(dòng)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(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、能效管理、無(wú)人值守，保證配電系統(tǒng)的可靠安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)互聯(lián);在線監(jiān)測(cè);巡視;無(wú)線通訊;遠(yuǎn)程控制;無(wú)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(wèn)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(guò)程管理未真正閉環(huán);無(wú)人值班配電室輔助設(shè)施缺乏實(shí)時(shí)管控;設(shè)備監(jiān)測(cè)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(dòng)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(chǎng)層，現(xiàn)場(chǎng)層主要由兩大部分組成：電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和電力設(shè)備巡視系統(tǒng)組成。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適用于具備在線監(jiān)測(cè)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(dòng)互聯(lián)通訊，減少通訊線路敷設(shè)的麻煩。配電主站可以實(shí)時(shí)監(jiān)控所有運(yùn)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(shí)現(xiàn)代維管理、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、實(shí)時(shí)控制等功能，形成完整的代維服務(wù)系統(tǒng)。

（1）實(shí)時(shí)報(bào)警：配電室的各個(gè)設(shè)備如果發(fā)生異常會(huì)及時(shí)報(bào)警，而且還有在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、保護(hù)信息等系統(tǒng)提供的檢測(cè)數(shù)據(jù)，這些信息既可以顯示在監(jiān)控屏上，又可通過(guò)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(kù)的歷史數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)上傳的設(shè)備參數(shù)、視頻等數(shù)據(jù)，快速對(duì)報(bào)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(dòng)相應(yīng)故障處理預(yù)案，并自動(dòng)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(chē)輛及搶修物資的情況，根據(jù)預(yù)案意見(jiàn)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(shí)時(shí)更新指令，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)搶修。

（4）故障處理評(píng)估：在故障處理過(guò)程中，手持終端對(duì)操作過(guò)程的進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和回傳，固定視頻或者移動(dòng)視頻將對(duì)搶修的全過(guò)程進(jìn)行記錄，為故障處理后評(píng)估提供依據(jù)。

2.3 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在線監(jiān)測(cè)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(bào)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(cè)系統(tǒng)組成

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由各子系統(tǒng)組成（詳見(jiàn)圖2）。子系統(tǒng)分類以設(shè)備為對(duì)象分為：開(kāi)關(guān)柜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，電纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，配電變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成。

2.3.2 開(kāi)關(guān)柜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

開(kāi)關(guān)柜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由以下幾個(gè)功能組成：無(wú)線測(cè)溫模塊、溫濕度測(cè)量模塊，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)模塊，斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)模塊，主控單元等。

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

（2）電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)模塊：滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(wú)功功率、諧波等功能。并具備脈沖輸出、4-20mA輸出等功能。

（3）無(wú)線測(cè)溫模塊：采用無(wú)線傳感器技術(shù)，對(duì)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的觸頭、銅排、電纜頭等接點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫，同時(shí)通過(guò)總線接口與主控單元連接。集先進(jìn)傳感技術(shù)、數(shù)字識(shí)別技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、低功耗技術(shù)、抗干擾技術(shù)為一體，由無(wú)線測(cè)溫匯集終端和無(wú)線測(cè)溫采集器組成。

（4）斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)模塊：斷路器作為開(kāi)關(guān)柜的核心部件，斷路器狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)模塊為在線監(jiān)測(cè)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(jì)量?jī)x表、在線監(jiān)測(cè)五大功能。

（5）主控單元：主控單元實(shí)現(xiàn)裝置的核心控制，一方面負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接，不僅通過(guò)總線和各個(gè)子模塊進(jìn)行通訊，還具備很強(qiáng)的擴(kuò)展性，滿足與各個(gè)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(wú)線測(cè)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(dòng)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(cè)系統(tǒng)

電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用了能夠捕捉、記錄“瞬時(shí)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(shí)方法，實(shí)時(shí)、不間斷監(jiān)測(cè)電纜主絕緣自恢復(fù)故障和金屬護(hù)層故障，對(duì)電纜的絕緣情況給出預(yù)警。

2.3.4 配電變?cè)诰€監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

配電變?cè)诰€監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集變壓器負(fù)荷電流、變壓器頂層及底層油溫、油位等運(yùn)行參數(shù)，并上傳到配電主站，為主站建立變壓器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、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(guò)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(dòng)/自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)啟停。具有超溫報(bào)警，超溫跳閘，風(fēng)機(jī)啟停功能。通過(guò)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(duì)巡檢工作實(shí)際需要及特點(diǎn)，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(bào)告等功能。并可與電力設(shè)備企業(yè)現(xiàn)有信息系統(tǒng)無(wú)縫連接，有效的了解、檢查巡檢工作狀態(tài)，及時(shí)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(yùn)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(dòng)終端直接手工錄入，如果電力設(shè)施檢測(cè)儀器可以提供數(shù)據(jù)輸出接口，手持移動(dòng)終端和儀器就可以直接對(duì)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(jí)管理人員對(duì)設(shè)備的巡檢結(jié)果進(jìn)行抽查，對(duì)日常巡檢工作起到監(jiān)督作用（巡檢人員對(duì)設(shè)備巡檢后，需將最后巡檢信息寫(xiě)入系統(tǒng)中）。

2.4.2 無(wú)線通訊功能

無(wú)線通訊可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的控制巡檢人員是否按時(shí)到位，在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)隱患及設(shè)備故障，及時(shí)處理。既可以根據(jù)巡查設(shè)備傳輸上來(lái)的數(shù)據(jù)評(píng)估巡檢人員的工作質(zhì)量，可隨時(shí)隨地通過(guò)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(jì)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(shí)，通過(guò)手持移動(dòng)終端向監(jiān)控管理中心發(fā)送信息，匯報(bào)當(dāng)前巡檢人員的位置、時(shí)間等信息實(shí)時(shí)上傳開(kāi)始巡檢工作。發(fā)現(xiàn)故障電力設(shè)備時(shí)先按指紋進(jìn)行比對(duì)，然后在把故障類型、設(shè)備編號(hào)、處理結(jié)果等當(dāng)前信息實(shí)時(shí)發(fā)送到中心監(jiān)控平臺(tái)，監(jiān)控中心進(jìn)行評(píng)估反饋處理意見(jiàn)，當(dāng)前巡檢工作流程結(jié)束，繼續(xù)巡檢下一個(gè)電力設(shè)備。

3 系統(tǒng)意義

基于移動(dòng)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(duì)配電設(shè)備的監(jiān)控、保護(hù)和運(yùn)維的需求，采用移動(dòng)無(wú)線通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)和電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)、保護(hù)和運(yùn)維等功能，提高供電可靠性和供配電系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。

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