基于中間件的智能配變電站監控系統方案

　　隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展、社會(huì )的進(jìn)步、科技和信息化水平的提高以及全球資源和環(huán)境問(wèn)題的日益突出，依靠現代信息、通信和控制技術(shù)，積極發(fā)展智能電網(wǎng)，適應未來(lái)可持續發(fā)展的要求，已成為國際電力發(fā)展的現實(shí)選擇。

　　智能電網(wǎng)的概念最早有美國電力科學(xué)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(kāi)研究。智能電網(wǎng)是集創(chuàng )新工具和技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)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(wù)，它實(shí)現了與客戶(hù)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，制訂了詳細的戰略發(fā)展規劃。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)調發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎，以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)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(kāi)發(fā)、友好互動(dòng)的堅強智能電網(wǎng)，總投資預計將超過(guò)4萬(wàn)億。

　　近年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，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基礎設施資源，提高電力系統信息化水平。中創(chuàng )軟件商用中間件股份有限公司經(jīng)過(guò)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據的同時(shí)進(jìn)行大量的信息處理和計算，從海量的、雜亂無(wú)章的原始數據中抽取并推導出對于智能電網(wǎng)系統具有特定意義的數據，并且能夠降低網(wǎng)絡(luò )數據傳輸總量，降低網(wǎng)路負荷。

　　配變電智能監測系統主要功能

　　智能電網(wǎng)中配變電環(huán)節占據生產(chǎn)過(guò)程的極大比重，針對配變電網(wǎng)的電力設備監測是保障電網(wǎng)安全運行的必要工作，是智能電網(wǎng)建設的重要內容。配變電設備通常分布點(diǎn)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(guò)程中的設備運行參數、設備狀態(tài)異常、設備破損、性能降低等項目進(jìn)行監測和記錄，并在各種隱患發(fā)生前采取應對措施，避免電力設備出現故障。

　　配用電環(huán)節的信息通信技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)、輸、變、配、用、調度等環(huán)節的信息通信中處于相對薄弱環(huán)節。尤其隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，電網(wǎng)規模的不斷擴大，配變電電力設備數量及異動(dòng)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(shí)現智能電網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化和互動(dòng)化。

　　智能電網(wǎng)配變電監測系統的主要功能如下：

　　1) 電力設備的監測及預警

　　部署在配變電設備上的傳感器節點(diǎn)能夠精確采集運行環(huán)境和設備狀態(tài)信息，代替人工觀(guān)測，提供更精確的監測結果。通過(guò)實(shí)時(shí)監測設備運行環(huán)境和狀態(tài)信息，便于進(jìn)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

　　在傳感器節點(diǎn)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(shū)等。在現場(chǎng)作業(yè)過(guò)程中，提供給現場(chǎng)人員，有利于現場(chǎng)作業(yè)指導和后續數據統計。

　　3) 電力設備記錄及定位

　　對現場(chǎng)工作人員的定位功能。通過(guò)射頻識別對巡查人員進(jìn)行定位，監督規范巡查人員按照預定路線(xiàn)行進(jìn)，避免設備漏檢。

　　配變電設備監測方案

　　基于中創(chuàng )中間件的智能配變電監控系統的網(wǎng)絡(luò )架構圖如圖一所示。該系統的網(wǎng)絡(luò )實(shí)體包括傳感器節點(diǎn)、固定IOT Device Agent、手持RFID讀寫(xiě)器、IOT Server服務(wù)器。

　　其中，傳感器節點(diǎn)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?chē)h(huán)境的信息，并具有基本的運算控制和數據處理能力。部署于巡查路線(xiàn)旁側的傳感器節點(diǎn)上需加裝RFID標簽。傳感器節點(diǎn)可通過(guò)配置多種不同的傳感模塊，獲知多種類(lèi)型的狀態(tài)信息，針對配變電環(huán)節的電力設備監測。

　　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(dòng)、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控系統信息聚合解決方案

　　IOT Device Agent部署于配變電站內，負責變電站、配電站級傳感器網(wǎng)絡(luò )的全網(wǎng)信息匯集，并通過(guò)支撐網(wǎng)絡(luò )將這些信息發(fā)送到IOT Server端。IOT Server將傳感信息進(jìn)行分析處理從而生成透明的業(yè)務(wù)數據，進(jìn)而支撐整個(gè)配變電監控系統。手持RFID讀寫(xiě)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(xiě)器設備的巡檢人員靠近電力設備時(shí)，將主動(dòng)掃描其通信范圍內的射頻信息。檢測信息可以通過(guò)核心網(wǎng)直接匯集到IOT Server端，或者首先匯集到Device Agent進(jìn)行過(guò)濾處理后再匯集到數據中心的IOT Server端。Device Agent端具有較強的數據處理能力和完善的通信能力，負責將收集到的數據進(jìn)行匯聚、過(guò)濾、聚合、判斷等處理，從而降低規模應用時(shí)的網(wǎng)絡(luò )負載。

　　總結

　　隨著(zhù)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(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展的重要手段、有助于解決電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節重要運行參數的在線(xiàn)檢測和實(shí)時(shí)信息掌控?；谥袆?chuàng )軟件中間件的信息聚合方案，能夠為智能配變電監控系統提供良好的技術(shù)支撐和彈性可擴展的軟件架構。