绍兴配电侧泛在电力物联网建设

殷常斌 莫亦骅

摘 要：在外部环境和内部改革双重压力下，国网公司顺势而为，提出建设泛在电力物联网的战略。如何将战略落地，如何构建泛在电力物联网体系等一系列问题亟需摸索解决。该文主要概述了绍兴供电公司在配电侧泛在电力物联网建设进行探索与建设，重点从中压配网、低压台区两个层级的设备、通信等方面阐述了海樾府小区物联网建设情况，总结归纳了配电侧泛在电力物联网建设思路和成果，并对将来台区建设提出展望。

关键词：配电侧;电力物联网;中压配网;低压台区;Mesh;RFID标签

中图分类号：TP391.4文献标识码：A文章编号：2095-1302（2020）09-00-02

0 引 言

为了落实国网公司泛在电力物联网建设要求，推动泛在电力物联网体系构建，加快电力物联网技术与当前配电网的深度融合实践，实现配电网全面感知、数据融合和智能应用的实用化，国网绍兴供电公司按照《国家电网公司配电网顶层设计》技术要求与《配电物联网技术发展构想》，于2019年下半年，率先在镜湖新区海樾府小区开展配网泛在电力物联网试点。

1 现 状

试点小区海樾府小区面积约0.16 km2，小区内现有住户约973（设计户数1 841）户。小区由一组高可靠性的双环网供电，含5座10 kV开关站，其中小区内有3座（含西区2座，东区1座）。网架结构如图1所示。

该组双环网分别由110 kV灵芝变的10 kV越商A321线、越总A301线和110 kV界树变的10 kV海樾A002线、传奇A030线进行供电。目前，这3座开关站按配网自动化要求设计及调试，已在2019年年底完成光缆通道的敷设及上线联调工作，且具备组合电器与少量断路器（当负荷超过120 A时接入）。在5个开关站内已装有防盗及环境智能检测装置各1套，可24 h监测室内温度、湿度、电缆浸水、SF6泄漏、人员非法入侵等情况。

海樾府小区内有配电房13座，其中西区9座，东区4座。配电房变压器低压出线总开关及低压母联开关具有三遥功能，低压出线开关具有二遥功能。此外，配电房在投运初就装有“配电变压器综合智能控制装置”，具有进线备投、母联备投、经济运行等多种功能。

小区内配电房到排屋的低压电缆由落地式终端箱分支，最高层由地下室的动力柜分支。高层表箱在每层楼道中，为单表箱。

2 中压配网

这里的中压主要指变电站出线电缆至配电房变压器高压侧。为建立中压配网设备状态全感知泛在电力物联网，实现设备本体及运行环境的深度感知及全景展示的智能运检，绍兴公司对中压配网的泛在物联网改造内容主要有以下几点。

2.1 电缆可视化

示范区内4条10 kV电缆及电缆井共计需安装低频RFID标签170个。通过具备写入功能的电子标签，将电缆型号长度、出厂时间、电缆头制作人员、电缆走向、电缆井位置等信息集中写入管理，形成电缆设备、电缆井的唯一身份标识。同时，搭建一个电缆精益化管控平台，进行设备资产信息统一管理，巡检工作统一制定，管线路径清晰展示。班组运行人员可应用掌上PDA开展电缆智能巡检，结合GIS信息系统，确定电缆巡检路线。巡检过程中，通过读取电缆井低频RFID电子标签，进行巡检路线可视化。通过读取电缆井高频RFID电子标签，可实现每条电缆从生产到仓储运输、安装施工到运行维护等各环节的状态可视化，实现防伪、溯源、故障分析定位等多种应用。

2.2 智能运检

按照配网故障“提前感知、自我诊断、智能决策”的思路，对建设区域内的4条线路配置1台红外测温、5顶智能安全头盔。对建设区域内的5座开关站配置5套视频及门禁、1套智能机器人以及5套通信装置，实现配电房配电信息的全量接入、统一采集和区域管理。

通过主动分析物联网上传的数据，进行历史纵向对比、同型设备横向综合分析，主动推送预警信息，发布检修策略。发生故障，则调取日常运行检测数据，主动研判故障信息，自动定位故障设备，减少人工巡视时间，提高供电可靠性。

3 低压台区延伸

本次示范区低压台区部分因为工期及设备规模的原因，只选择3号配电房作为试点。3号配电房主要为小区内4幢排屋和2栋高层供电，台区低压层级如图2所示。改造内容主要涉及安装新型智能终端、替换安装智能开关及带辅助节点的微断、安装低压监测单元、组建RF-Mesh无线微功率网。

3.1 新型智能终端（TTU）

小区内13座配电房内的26台变压器台区终端全部更换成具备物联网边缘计算的新型智能配变终端（TTU）作为台区数据中心，这有利于构建“一套设备、统一管控”的低压配网一体化管控体系，研究实现智能配变的电压质量检测、户变关系识别、台区线损治理及负荷重分配等功能。海樾府示范区采用通过无线微功率网RF-Mesh，将低压挂接设备的采集信息在TTU汇集，然后定时通过4G专网将采集数据上传至云化主站的模式。这种模式主要利用Mesh网络的动态自组织、自配置、自维护、安装简单、成本较低等突出特点，可有效解决电力系统数据“最后一公里”的问题。

3.2 智能断路器及低压监测单元（LTU）

海樾府小区低压延伸部分的开关节点主要有变压器低压出线柜开关、终端箱（动力柜）分支开关、表箱进线开关。本次改造范围为终端箱和动力柜分支开关以及表箱进线开关。分支开关有ABB SACE A1和RMM1-250S系列，全部改装成国电通的ZDFHM3EL系列的智能断路器。表箱侧空开全部更换成带辅助节点的微断。这样一来，从变压器至用户表箱的每一层级的开关都能采集开关位置信息，为停电分析到户、故障研判的应用场景提供策略。

4 结 语

绍兴供电公司通过上述举措建设配电物联网示范区，以落实“云-管-邊-端”配电物联网架构体系的规模化示范应用，并将数据上传至配电自动化IV区主站和供电服务指挥系统，用来支撑验证智能配变终端在低压配网综合管控、故障研判、拓扑识别、同期线损等应用成效，提高中低压配网故障综合研判能力，提升故障抢修效率、供电可靠性和客户服务水平。

感知设备的安装、装置的融合、数据就地边缘代理等是未来配网物联网建设的趋势。但设备的大量安装将对日常运维带来不便，所以除了加强设备可靠性之外必须进行装置的融合。目前国网公司已开发完成融合了台区总表、台区集中器（I型）和台区配变终端，且基于IP化的双模通信组网的智能终端。对于浙江城镇地区常见的是Ⅱ型集中器模式，故未来Ⅱ型集中器与LTU的融合是必然的。2020年，绍兴供电公司将在“源网荷储”4个环节重点建立新能源汽车充电、光伏、储能站等清洁能源全信息感知体系，开展客户侧“源网荷储”协同服务，提升综合能源利用效率，继续推进泛在电力物联网探索，加快推进“三型两网”建设，在电力体制改革背景下，主动把握物联网技术前沿趋势，抢占制高点。

參考文献

[1]王成山，罗凤章，张天宇，等.城市电网智能化关键技术[J].高电压技术，2016，42（7）：2017-2027.

[2]王玮，李睿，姜久春.面向能源互联网的配电系统规划关键问题研究综述与展望[J].高电压技术，2016，42（7）：2028-2036.

[3]刘国军，侯兴哲，王楠，等.能配用电通信综合网管系统研究[J].电网技术，2012，36（1）：12-17.

[4]吕军，栾文鹏，刘日亮，等.基于全面感知和软件定义的配电物联网体系架构[J].电网技术，2018，42（10）：3110-3117.

[5]国家电网公司.泛在电力物联网建设大纲[EB/OL].（2019-03-11）[2019-05-28]. http：//wwww. chinasmartgrid. com. cn/news/20190311/ 632172. shtml.

[6]唐良瑞，李荣荣，翟峰.面向智能用电信息采集终端的访问控制协议[J].电力系统自动化，2016，40（6）：113-118.

[7]杨挺，赵黎媛，王成山.人工智能在电力系统及综合能源系统中的应用综述[J].电力系统自动化，2019，43（1）：2-14.

[8]秦健.智能电网在智慧城市中的应用领域[J].天津科技，2019（7）：89-90.

[9]付佳雯.国家电网智能化建设探索[J].江苏科技信息，2019（14）：28-30.

[10]田黇，沈浮.电力信息通信一体化运维体系探讨[J].科技与创新，2018（23）：78-79.