紹興配電側泛在電力物聯網建設

　　摘  要 ：在外部環境和內部改革雙重壓力下，國網公司順勢而為，提出建設泛在電力物聯網的戰略。如何將戰 略落地，如何構建泛在電力物聯網體系等一系列問題亟需摸索解決。該文主要概述了紹興供電公司在配電側泛在電 力物聯網建設進行探索與建設，重點從中壓配網、低壓臺區兩個層級的設備、通信等方面闡述了海樾府小區物聯網 建設情況，總結歸納了配電側泛在電力物聯網建設思路和成果，并對將來臺區建設提出展望。

　　關鍵詞 ：配電側 ;電力物聯網 ;中壓配網 ;低壓臺區 ;Mesh ;RFID 標簽

　　0 引 言

　　為了落實國網公司泛在電力物聯網建設要求，推動泛在 電力物聯網體系構建，加快電力物聯網技術與當前配電網的 深度融合實踐，實現配電網全面感知、數據融合和智能應 用的實用化，國網紹興供電公司按照《國家電網公司配電 網頂層設計》技術要求與《配電物聯網技術發展構想》，于 2019 年下半年，率先在鏡湖新區海樾府小區開展配網泛在電 力物聯網試點。

　　1 現 狀

　　試點小區海樾府小區面積約 0.16 km2 ，小區內現有住戶 約 973(設計戶數 1 841)戶。小區由一組高可靠性的雙環網 供電，含 5 座 10 kV 開關站，其中小區內有 3 座(含西區 2 座， 東區 1 座)。該組雙環網分別由 110 kV 靈芝變的 10 kV 越商 A321 線、 越總 A301 線和 110 kV 界樹變的 10 kV 海樾 A002 線、傳奇 A030 線進行供電。目前，這 3 座開關站按配網自動化要求設 計及調試，已在 2019 年年底完成光纜通道的敷設及上線聯 調工作，且具備組合電器與少量斷路器(當負荷超過 120 A 時接入)。

　　在 5 個開關站內已裝有防盜及環境智能檢測裝置 各 1 套，可 24 h 監測室內溫度、濕度、電纜浸水、SF6 泄漏、 人員非法入侵等情況。海樾府小區內有配電房 13 座，其中西區 9 座，東區 4 座。配電房變壓器低壓出線總開關及低壓母聯開關具有三 遙功能，低壓出線開關具有二遙功能。此外，配電房在投運 初就裝有“配電變壓器綜合智能控制裝置”，具有進線備投、 母聯備投、經濟運行等多種功能。 小區內配電房到排屋的低壓電纜由落地式終端箱分支， 最高層由地下室的動力柜分支。高層表箱在每層樓道中，為 單表箱。

　　2 中壓配網

　　這里的中壓主要指變電站出線電纜至配電房變壓器高壓 側。為建立中壓配網設備狀態全感知泛在電力物聯網，實現 設備本體及運行環境的深度感知及全景展示的智能運檢，紹 興公司對中壓配網的泛在物聯網改造內容主要有以下幾點。

　　2.1 電纜可視化

　　示范區內 4 條 10 kV 電纜及電纜井共計需安裝低頻 RFID 標簽 170 個。通過具備寫入功能的電子標簽，將電纜 型號長度、出廠時間、電纜頭制作人員、電纜走向、電纜井 位置等信息集中寫入管理，形成電纜設備、電纜井的唯一身 份標識。同時，搭建一個電纜精益化管控平臺，進行設備資 產信息統一管理，巡檢工作統一制定，管線路徑清晰展示。

　　班組運行人員可應用掌上 PDA 開展電纜智能巡檢，結合 GIS 信息系統，確定電纜巡檢路線。巡檢過程中，通過讀取電纜 井低頻 RFID 電子標簽，進行巡檢路線可視化。通過讀取電 纜井高頻 RFID 電子標簽，可實現每條電纜從生產到倉儲運 輸、安裝施工到運行維護等各環節的狀態可視化，實現防偽、 溯源、故障分析定位等多種應用。

　　2.2 智能運檢

　　按照配網故障“提前感知、自我診斷、智能決策”的思路，對建設區域內的 4 條線路配置 1 臺紅外測溫、5 頂智能 安全頭盔。對建設區域內的 5 座開關站配置 5 套視頻及門禁、 1 套智能機器人以及 5 套通信裝置，實現配電房配電信息的 全量接入、統一采集和區域管理。 通過主動分析物聯網上傳的數據，進行歷史縱向對比、 同型設備橫向綜合分析，主動推送預警信息，發布檢修策略。 發生故障，則調取日常運行檢測數據，主動研判故障信息， 自動定位故障設備，減少人工巡視時間，提高供電可靠性。

　　3 低壓臺區延伸

　　本次示范區低壓臺區部分因為工期及設備規模的原因， 只選擇 3 號配電房作為試點。3 號配電房主要為小區內 4 幢 排屋和 2 棟高層供電。改造內容 主要涉及安裝新型智能終端、替換安裝智能開關及帶輔助節 點的微斷、安裝低壓監測單元、組建 RF-Mesh 無線微功率網。

　　3.1 新型智能終端(TTU) 小區內 13 座配電房內的 26 臺變壓器臺區終端全部更換 成具備物聯網邊緣計算的新型智能配變終端(TTU)作為臺 區數據中心，這有利于構建“一套設備、統一管控”的低壓 配網一體化管控體系，研究實現智能配變的電壓質量檢測、 戶變關系識別、臺區線損治理及負荷重分配等功能。

　　海樾府 示范區采用通過無線微功率網 RF-Mesh，將低壓掛接設備的 采集信息在 TTU 匯集，然后定時通過 4G 專網將采集數據上 傳至云化主站的模式。這種模式主要利用 Mesh 網絡的動態 自組織、自配置、自維護、安裝簡單、成本較低等突出特點， 可有效解決電力系統數據“最后一公里”的問題。

　　3.2 智能斷路器及低壓監測單元(LTU) 海樾府小區低壓延伸部分的開關節點主要有變壓器低壓 出線柜開關、終端箱(動力柜)分支開關、表箱進線開關。 本次改造范圍為終端箱和動力柜分支開關以及表箱進線開 關。分支開關有 ABB SACE A1 和 RMM1-250S 系列，全部改裝成國電通的 ZDFHM3EL 系列的智能斷路器。表箱側空 開全部更換成帶輔助節點的微斷。這樣一來，從變壓器至用 戶表箱的每一層級的開關都能采集開關位置信息，為停電分 析到戶、故障研判的應用場景提供策略。

　　4 結 語

　　紹興供電公司通過上述舉措建設配電物聯網示范區，以 落實“云-管-邊-端”配電物聯網架構體系的規�；�示范應用， 并將數據上傳至配電自動化 IV 區主站和供電服務指揮系統， 用來支撐驗證智能配變終端在低壓配網綜合管控、故障研 判、拓撲識別、同期線損等應用成效，提高中低壓配網故障 綜合研判能力，提升故障搶修效率、供電可靠性和客戶服務 水平。 感知設備的安裝、裝置的融合、數據就地邊緣代理等是 未來配網物聯網建設的趨勢。但設備的大量安裝將對日常運 維帶來不便，所以除了加強設備可靠性之外必須進行裝置的 融合。

　　電力工程師論文范例：電網建設工程施工現場管理研究

　　目前國網公司已開發完成融合了臺區總表、臺區集中 器(I 型)和臺區配變終端，且基于 IP 化的雙模通信組網的 智能終端。對于浙江城鎮地區常見的是Ⅱ型集中器模式，故 未來Ⅱ型集中器與 LTU 的融合是必然的。2020 年，紹興供 電公司將在“源網荷儲”4 個環節重點建立新能源汽車充電、 光伏、儲能站等清潔能源全信息感知體系，開展客戶側“源 網荷儲”協同服務，提升綜合能源利用效率，繼續推進泛在 電力物聯網探索，加快推進“三型兩網”建設，在電力體制 改革背景下，主動把握物聯網技術前沿趨勢，搶占制高點。

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　　作者：殷常斌，莫亦驊

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