黃勇軍（江西九江供電公司，江西九江，332000）

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物聯(lián)網(wǎng)技術在配網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測中的應用研究

黃勇軍
（江西九江供電公司，江西九江，332000）

本文在分析與研究電力物聯(lián)網(wǎng)技術的基礎上，對國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)項目江西共青城智能電力物聯(lián)網(wǎng)的應用進行了介紹，并對信息平臺建設進行了分析。該應用為了實現(xiàn)配網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，從標準規(guī)范入手，在關鍵環(huán)節(jié)上裝配傳感器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，提供全面的數(shù)據(jù)感知，在傳輸層上采用EPON通訊系統(tǒng)以保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，而應用層則提供統(tǒng)一的可視化技術實現(xiàn)所見即所得。

物聯(lián)網(wǎng)；配網(wǎng)監(jiān)測；智能電網(wǎng)；EPON

引言

針對供電臺區(qū)地區(qū)配網(wǎng)線路和設備管理困難，只能被動知曉故障并進行應急搶險，無法實時監(jiān)測檢修信息和配網(wǎng)運行狀態(tài)的局面，應用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術，建立配網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)就顯得尤為必要［1-2］。它可實現(xiàn)實時監(jiān)測，一是可減輕檢修人員和設備管理人員的工作量；二是可保障電網(wǎng)運行安全；三是可提高電網(wǎng)工作效率。本課題以國家電網(wǎng)智能化項目——江西共青城智能電網(wǎng)建設項目為依托，介紹、研究、分析了物聯(lián)網(wǎng)技術在配網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測中的應用架構(gòu)、特征及關鍵技術。

1　電力物聯(lián)網(wǎng)技術

電力物聯(lián)網(wǎng)技術是利用無線感知設備與基站之間在內(nèi)部環(huán)境通過自組網(wǎng)實現(xiàn)通信，通過數(shù)據(jù)傳輸基站、統(tǒng)一接入網(wǎng)關通過信息內(nèi)網(wǎng)接入服務器，應用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術，建立配網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。減輕檢修人員和設備管理人員的工作量，提高工作效率，是智能電網(wǎng)建設必不可少的是技術手段。物聯(lián)網(wǎng)配電應用系統(tǒng)通過智能感知與自組網(wǎng)技術對配電線路及配電設備進行在線監(jiān)測與防盜預警［3-4］，實現(xiàn)了溫度、濕度、水浸、桿塔傾斜、故障異常電流等狀態(tài)預警，保障了配電設備正常運行。

2　物聯(lián)網(wǎng)技術在電網(wǎng)監(jiān)測的應用規(guī)劃

為了實現(xiàn)信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通，從標準規(guī)范入手；在關鍵環(huán)節(jié)上裝配傳感器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，提供全面的數(shù)據(jù)感知；在傳輸層上采用EPON通訊系統(tǒng)保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸；應用層提供統(tǒng)一的可視化技術，如圖1所示。

圖1　物聯(lián)網(wǎng)配電應用系統(tǒng)框架圖

2.1整體建設標準規(guī)范

江西共青城市電力物聯(lián)網(wǎng)項目建設嚴格遵循電力物聯(lián)網(wǎng)相關標準與規(guī)范，其中感知層要求實現(xiàn)統(tǒng)一信息模型，規(guī)范了傳感器采集數(shù)據(jù)的語義表達，實現(xiàn)傳感器與采集裝置之間數(shù)據(jù)的標準傳輸，同時感知層的統(tǒng)一信息模型也便于后期電力感知范圍、感知類型的擴充及應用層對感知數(shù)據(jù)的分析與處理；網(wǎng)絡層實現(xiàn)統(tǒng)一通信規(guī)約，規(guī)范了不同網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)傳輸；應用層要求建設電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，對所有的電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進行集中處理與存儲，實現(xiàn)電力業(yè)務數(shù)據(jù)的橫向共享，集成和調(diào)用。應用層還實現(xiàn)統(tǒng)一應用平臺，實現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)應用集成與統(tǒng)一信息服務，通過報表、圖形、虛擬現(xiàn)實等數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式，實現(xiàn)與用戶的友好互動。

2.2提供全面的數(shù)據(jù)感知

共青城市電力物聯(lián)網(wǎng)項目采用環(huán)境監(jiān)測、設備狀態(tài)監(jiān)測、配網(wǎng)線路故障在線監(jiān)測、防盜在線監(jiān)測等多類傳感器，進行多維度的數(shù)據(jù)采集與分析，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的全面感知，符合物聯(lián)網(wǎng)的主要特征。

2.3網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)可靠傳輸

共青城市電力物聯(lián)網(wǎng)項目采用專網(wǎng)進行傳感數(shù)據(jù)傳輸，保障了電力數(shù)據(jù)的安全，并通過網(wǎng)絡層統(tǒng)一通信規(guī)約，規(guī)范數(shù)據(jù)傳輸。

針對智能電網(wǎng)項目，需要全面考慮業(yè)務多樣、安全可靠、靈活組網(wǎng)、管理維護、成本控制等諸多因素，為電力量身打造配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)解決方案，實現(xiàn)了相關技術的融合，為“配電自動化”和“用電信息采集”等應用場景提供完善、智能、堅強、先進、專業(yè)的解決方案。EPON通訊系統(tǒng)在這種情況下被國家電網(wǎng)引入，相對于BPON和GPON，EPON協(xié)議簡單，對光收發(fā)模塊技術指標要求低，因此系統(tǒng)成本較低。另外，它繼承了以太網(wǎng)的可擴展性強、對IP數(shù)據(jù)業(yè)務適配效率高等優(yōu)點，同時支持高速Internet接入、語音、IPTV、TDM專線甚至CATV等多種業(yè)務綜合接入，并具有很好的QoS保證和組播業(yè)務支持能力，是目前接入網(wǎng)的重要備選技術之一。結(jié)合共青城實際情況、綜合各種通信方案的性價比的基礎上，在本次配電自動化建設中，將采用EPON技術實現(xiàn)通信組網(wǎng)和無線公網(wǎng)GPRS互為備用的模式。

共青城智能電網(wǎng)綜合示范工程物聯(lián)網(wǎng)應用及通信信息網(wǎng)絡（EPON部分）的建設指導思想是依附于10KV配網(wǎng)線路，以配電網(wǎng)線路為基礎，為配網(wǎng)自動化設備提供可靠的通信通道。其組網(wǎng)方式主干采用手拉手保護，分支采用兩個1比8分光器星形拓撲雙歸屬到2個OLT的保護。手拉手全保護方式，實現(xiàn)ONU的雙歸屬，保護OLT設備、主干光纖、PON端口、分光器、分支光纜，進一步提高網(wǎng)絡的安全性、可靠性；手拉手保護的亮點在于光纖鏈路無論在什么地方發(fā)生光纜故障，通信系統(tǒng)業(yè)務都能通過保護光纖自愈［8］。兩個1比8分光器星形拓撲雙歸屬到2個OLT的保護減少現(xiàn)場施工量，減少因某個分光器故障而產(chǎn)生的單點故障，同時具備手拉手保護的優(yōu)勢。

2.4海量數(shù)據(jù)處理

電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)具備多源、海量、異構(gòu)、高維、時間序列相關等特性，本項目將采用分布式實時數(shù)據(jù)庫、開放式海量數(shù)據(jù)流時空檢索等技術，并基于OSGI與REST架構(gòu)建立電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)的處理與分析［9-10］。

3　信息平臺建設分析

本次共青市電力物聯(lián)網(wǎng)項目將基于電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建立統(tǒng)一應用平臺，實現(xiàn)電力物聯(lián)網(wǎng)的應用集成，先實現(xiàn)配網(wǎng)在線監(jiān)測與預警系統(tǒng)的集成，由于平臺具備很強的可擴展性，共青市乃至整個江西省的電力物聯(lián)網(wǎng)相關應用都可以在同一個平臺上集成見圖2，并集中進行信息服務發(fā)布，實現(xiàn)不同業(yè)務需求的應用調(diào)用與訪問，促進SG186架構(gòu)的多業(yè)務集成。該項目采用虛擬現(xiàn)實、視頻、圖形報表等多種方式的融合展示技術，實現(xiàn)友好界面的數(shù)據(jù)展示，增進與用戶間的友好互動。同時數(shù)據(jù)中心采用適應物聯(lián)網(wǎng)用戶訪問動態(tài)變化的均衡與開放式海量數(shù)據(jù)流時空檢索等技術，通過多種查詢手段，實現(xiàn)了電力物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的高效查詢。

圖2　共青城配網(wǎng)監(jiān)測界面

4　結(jié)束語

基于物聯(lián)網(wǎng)的配電線路在線監(jiān)測與防盜預警系統(tǒng)。通過智能感知與自組網(wǎng)技術對配網(wǎng)設備的環(huán)境狀態(tài)信息進行在線監(jiān)測，實現(xiàn)溫度、濕度、水浸、桿塔傾斜、故障異常電流等狀態(tài)預警；通過智能感知與自組網(wǎng)技術對配網(wǎng)設備的運行狀態(tài)進行在線監(jiān)測，保障設備正常運行。通過智能感知與自組網(wǎng)技術進行配網(wǎng)設備在線防盜監(jiān)測，實現(xiàn)異常信息報警，及時發(fā)現(xiàn)外力破壞隱患，提高線路安全運行水平。

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Studying Application of Internet of Things Technology on Distribution Network Monitoring

Yongjun Huang
（Jiujiang Power Supply Company， Jiangxi， Jiujiang， 332000， China）

Based on the analysis and research the Internet of things technology， on the basis of the State Grid a smart grid project JiangXi GongQing city smart grid applications of Internet of things are introduced， and the information platform construction are analyzed. Monitoring data of the application in order to achieve the distribution network connectivity， from standard specification， on the key link assembly sensor， data acquisition， to provide comprehensive perception of data on the transport layer by using EPON communications system to ensure the reliable transmission of data， and the application layer provides a unified visualization technology to achieve what you see is what you get.

Internet of Things； Distribution Network Monitoring； Smart Grid； EPON

E-mail: huangyj126@126.com

TM73

A

2095-8412 （2016） 03-351-03

黃勇軍（1985-），男，江西九江供電公司，碩士研究生，從事電力信息通信運維工作。