基于中間件的智能配變電站監(jiān)控系統(tǒng)方案

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展、社會的進步、科技和信息化水平的提高以及全球資源和環(huán)境問題的日益突出，依靠現(xiàn)代信息、通信和控制技術(shù)，積極發(fā)展智能電網(wǎng)，適應未來可持續(xù)發(fā)展的要求，已成為國際電力發(fā)展的現(xiàn)實選擇。

　　智能電網(wǎng)的概念最早有美國電力科學研究院(EPRI)在2001年提出，并于2003年提出《智能電網(wǎng)研究框架》展開研究。智能電網(wǎng)是集創(chuàng)新工具和技術(shù)、產(chǎn)品與服務于一體，利用高級感應、通信和控制技術(shù)，為客服的終端裝置及設備提供發(fā)電、輸電和配電一條龍服務，它實現(xiàn)了與客戶的雙向交換，從而提供更多信息選擇、更大的能量輸出、更高的需求參與率及能源效率。

　　我國對智能電網(wǎng)的建設高度重視，并投入大量精力，制訂了詳細的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。中國國家電網(wǎng)公司正在全面建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎，以信息化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領(lǐng)先的堅強智能電網(wǎng)。預計到十三五末期，國家電網(wǎng)將建成堅強可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保、透明開發(fā)、友好互動的堅強智能電網(wǎng)，總投資預計將超過4萬億。

　　近年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進，物聯(lián)網(wǎng)應用于智能電網(wǎng)是信息通信技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將有效整合電力系統(tǒng)基礎設施資源，提高電力系統(tǒng)信息化水平。中創(chuàng)軟件商用中間件股份有限公司經(jīng)過多年的積累，以物聯(lián)網(wǎng)信息聚合技術(shù)為理論基礎，研發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)應用中間件InforSuite IOT EdgeServer系列產(chǎn)品，它能夠在采集原始數(shù)據(jù)的同時進行大量的信息處理和計算，從海量的、雜亂無章的原始數(shù)據(jù)中抽取并推導出對于智能電網(wǎng)系統(tǒng)具有特定意義的數(shù)據(jù)，并且能夠降低網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸總量，降低網(wǎng)路負荷。

　　配變電智能監(jiān)測系統(tǒng)主要功能

　　智能電網(wǎng)中配變電環(huán)節(jié)占據(jù)生產(chǎn)過程的極大比重，針對配變電網(wǎng)的電力設備監(jiān)測是保障電網(wǎng)安全運行的必要工作，是智能電網(wǎng)建設的重要內(nèi)容。配變電設備通常分布點多面廣，且大部分部署在室外，易受天氣及人為破壞等因素影響而引發(fā)故障。所以必需針對各種電力設備日常運行過程中的設備運行參數(shù)、設備狀態(tài)異常、設備破損、性能降低等項目進行監(jiān)測和記錄，并在各種隱患發(fā)生前采取應對措施，避免電力設備出現(xiàn)故障。

　　配用電環(huán)節(jié)的信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)度等環(huán)節(jié)的信息通信中處于相對薄弱環(huán)節(jié)。尤其隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，配變電電力設備數(shù)量及異動量迅速增多且運行情況復雜，迫切需要以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為手段，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的信息化、自動化和互動化。

　　智能電網(wǎng)配變電監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能如下：

　　1) 電力設備的監(jiān)測及預警

　　部署在配變電設備上的傳感器節(jié)點能夠精確采集運行環(huán)境和設備狀態(tài)信息，代替人工觀測，提供更精確的監(jiān)測結(jié)果。通過實時監(jiān)測設備運行環(huán)境和狀態(tài)信息，便于進行設備故障的早期診斷和預警，提高配變電設備預防故障發(fā)生的能力。

　　2) 電力設備檢修輔助

　　在傳感器節(jié)點上集成RFID功能，存儲設備自身的相關(guān)信息，例如設備履歷、巡視標準作業(yè)指導書等。在現(xiàn)場作業(yè)過程中，提供給現(xiàn)場人員，有利于現(xiàn)場作業(yè)指導和后續(xù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

　　3) 電力設備記錄及定位

　　對現(xiàn)場工作人員的定位功能。通過射頻識別對巡查人員進行定位，監(jiān)督規(guī)范巡查人員按照預定路線行進，避免設備漏檢。

　　配變電設備監(jiān)測方案

　　基于中創(chuàng)中間件的智能配變電監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構(gòu)圖如圖一所示。該系統(tǒng)的網(wǎng)絡實體包括傳感器節(jié)點、固定IOT Device Agent、手持RFID讀寫器、IOT Server服務器。

　　其中，傳感器節(jié)點部署于配變電設備的安全部位，負責獲取并采樣電力設備的運行狀況以及電力設備周圍環(huán)境的信息，并具有基本的運算控制和數(shù)據(jù)處理能力。部署于巡查路線旁側(cè)的傳感器節(jié)點上需加裝RFID標簽。傳感器節(jié)點可通過配置多種不同的傳感模塊，獲知多種類型的狀態(tài)信息，針對配變電環(huán)節(jié)的電力設備監(jiān)測。

　　最基本的感知信息有：設備自身的溫度、運行環(huán)境的溫度、設備的震動、運行環(huán)境的濕度、設備的泄露電流信息等。

　　基于軟件中間件的智能配變電監(jiān)控系統(tǒng)信息聚合解決方案

　　IOT Device Agent部署于配變電站內(nèi)，負責變電站、配電站級傳感器網(wǎng)絡的全網(wǎng)信息匯集，并通過支撐網(wǎng)絡將這些信息發(fā)送到IOT Server端。IOT Server將傳感信息進行分析處理從而生成透明的業(yè)務數(shù)據(jù)，進而支撐整個配變電監(jiān)控系統(tǒng)。手持RFID讀寫器由工作人員隨身攜帶，用于電力設備的日常維護和巡查。當持有RFID讀寫器設備的巡檢人員靠近電力設備時，將主動掃描其通信范圍內(nèi)的射頻信息。檢測信息可以通過核心網(wǎng)直接匯集到IOT Server端，或者首先匯集到Device Agent進行過濾處理后再匯集到數(shù)據(jù)中心的IOT Server端。Device Agent端具有較強的數(shù)據(jù)處理能力和完善的通信能力，負責將收集到的數(shù)據(jù)進行匯聚、過濾、聚合、判斷等處理，從而降低規(guī)模應用時的網(wǎng)絡負載。

　　總結(jié)

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應用于智能電網(wǎng)中將成為推動智能電網(wǎng)發(fā)展的重要手段、有助于解決電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)重要運行參數(shù)的在線檢測和實時信息掌控。基于中創(chuàng)軟件中間件的信息聚合方案，能夠為智能配變電監(jiān)控系統(tǒng)提供良好的技術(shù)支撐和彈性可擴展的軟件架構(gòu)。