基于泛在電力物聯網技術的繼電保護信息應用研究

陳學海

摘要：隨著電網建設的快速發展，電網基建、電網改造等項目大量建設投產，電網運行方式越來越復雜，電網非正常運行方式明顯增多，電網安全穩定問題也日益凸顯。系統故障后的各種原因導致生產管理、決策部門不能及時、準確獲取事故現場第一手信息資料，降低了管理效率和工作質量，這也促使保護管理部門需要采用更先進、更科學的方法來實現對全網的二次設備進行統一、有效的管理。在電網發生故障的情況下，使繼電保護人員及時掌握故障信息，快速判斷故障發生的地點、性質和故障范圍，準確分析故障原因，并采取正確措施避免事故擴大、減少故障損失尤為重要。

關鍵詞：泛在電力物聯網技術;繼電保護;信息應用研究

引言

泛在電力物聯網是“三型兩網、世界一流”戰略目標的重要舉措。在落實能源互聯的過程中其面臨著電力資源分工不均，能源調度效率滯后等問題。為了提升其協同應用能力以及滿足不同需求下的電力資源供需雙側配給，構建了一種協同調度模型，并引入改進的Q-learning算法進行理論結果檢驗，最終實現電力能源的協同調度。

1泛在電力物聯網架構

泛在電力物聯網是工業物聯網在電力行業的落地和應用。與其他形式的物聯網系統一樣，其架構自下而上依次為感知層、網絡層、平臺層和應用層，其中平臺層為整個物聯網系統的核心，又被稱為企業中臺。感知層。是泛在電力物聯網的最底層，是支撐泛在電力物聯網的基礎設施。感知層的末端節點規模龐大，涵蓋發、輸、配、儲、用各環節、各設備乃至各元件，目前已接入各類終端約5.4億臺（套），日采集增量數據超過60TB，如此體量的數據如果都集中在平臺層進行處理，會對服務器集群產生極大壓力，在感知層利用邊緣計算就地處理一些區域化的計算任務，可降低平臺層服務器集群的壓力，在源端實現數據融通和邊緣智能。網絡層。接駁感知層和平臺層，負責傳輸采集自感知層的信息。在網絡層中，近距離通信可采用有線或無線通信方式，遠距離通信采用光纖專網。

2實現方案

根據上述所述繼電保護信息應用的目標和范圍，并結合變電站實際工程應用需求，本文基于泛在電力物聯網技術的繼電保護信息應用系統主要依托現有的基于D5000平臺的二次設備在線監視與分析平臺，該系統橫跨安全I、II、III區，在調度端建設安全、可控的繼電保護設備運行狀態和電網故障信息管理應用和發布框架，實現信息終端的多樣化和展示的差異化，以支撐各專業人員便捷、高效應用。繼電保護信息應用系統的安全I、II區數據通過正向隔離裝置與III區WEB服務器通信，信息采用單向傳輸方式，移動終端經移動專用服務器、專用APN通道及信息安全接入平臺與III區WEB發布服務器建立通道并進行保護信息發布，實現橫跨I、II、III區的二次設備狀態一體化管理與發布。實現繼電保護信息應用系統的具體實現功能包括：設備全景數據采集與監視、設備專業自動巡檢、電網故障綜合分析與處理、便攜式移動終端信息發布以及安全防護。（1）設備全景數據采集與監視繼電保護設備采用全景化的數據采集與監視，實現對設備采樣值、定值區號、定值、開關量、軟壓板、動作事件、告警事件、變位信息及錄波等數據的遠程采集、預處理、處理及在線監視。（2）設備專業自動巡檢繼電保護設備采用專業化的自動巡檢，周期自動實現定值區號、定值、開關量、軟壓板的在線一致性校核功能，根據預設的巡視規則，自動在線完成對保護裝置運行定值、定值區、軟壓板、硬壓板、啟動錄波的專業巡視，并自動形成巡視報告，以便提前發現保護設備運行隱性故障，為進一步開展保護設備狀態檢修提供數據參考。（3）電網故障綜合分析與處理對于電網故障綜合分析與處理，首先與D5000平臺接口獲取電網一次模型及圖形信息，實現一、二次設備及圖模關聯，同時結合平臺一次設備開關變位信息，實現檢修信息的智能過濾及保護動作情況與開關跳閘的自動對應，并為綜合智能告警提供對應的保護動作結論報告，實現平臺數據的充分共享。其次，對故障報告內容進行優化，按照國網公司基礎數據管理要求，對各次故障過程、動作時序、故障電流、故障測距等進行表單化、綜合性描述，形成故障分析報告，以滿足清晰、便捷的應用需求，并對故障進行智能診斷，形成相應的故障分析報告，提高專業人員故障判斷及處理效率。（4）便攜式移動終端信息發布采用便攜式移動終端對全網設備總體運行概況、電網故障分析報告、繼電保護專業巡視情況、設備異常預警以及設備運行狀態等多源信息進行發布，其中全網設備總體運行概況是采用圖形化方式顯示全網廠站、設備接入及通道概況，地理導航及最新電網故障報告等;電網故障分析報告是實時展示全網發生的電網故障報告信息，內容包括故障時間、故障設備、故障類型、故障性質、故障測距及故障時保護動作情況、錄波波形等。（5）安全防護安全防護主要是保證數據源、專用通道和專控終端的安全，其中保證數據源安全的方式是移動終端信息基于III區WEB服務器發布，II、III區間通過單向隔離裝置進行隔離，不會對生產II區帶來任何影響;專用通道的安全是由電信公司為各省電力公司提供的專用Apn通道及專用服務器實現移動終端的接入;專控終端的安全是采用經過入網測試的專用移動終端，帶專用加密TF卡（帶數字證書）及電信公司提供的適用于其APN通道的專用SIM卡;信息安全接入平臺是根據《國家電網公司移動應用指導意見》（國家電網信通〔2016〕251號），由信通公司統一建設的安全平臺，供物資、營銷、檢修等各業務部門相關移動作業應用，具備對移動終端的注冊、審核、激活、使用和注銷的全過程進行管理;提供完善的終端安全策略配置功能，確保公司應用和數據的安全性;移動應用管控平臺是實現對應用APP的管理，供經安全接入平臺注冊登記過的移動終端設備進行應用下載。

結語

本文探討了產業中的電力資源物聯網的上下游資源調度與應用問題，通過構建泛在電力物聯網的調度模型，解決了泛在電力物聯網資源的分工不均、電網資源的信息傳輸滯后等問題。

參考文獻

[1]曾鳴.綜合能源服務與泛在電力物聯網[R].北京：華北電力大學，2019.

國網山東省電力公司煙臺供電公司，山東煙臺 264000