绍兴配电侧泛在电力物联网建设

　　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

　　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)。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。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-边-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。

　　电力工程师论文范例：电网建设工程施工现场管理研究

　　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。

　　参考文献

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　　作者：殷常斌，莫亦骅

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