物聯(lián)網(wǎng)，讓電網(wǎng)設(shè)備“活”起來
——鶴壁電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程初探

_代小龍 申軍偉

“通過這個(gè)平臺，這兩條線路上所有設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)我都了如指掌，不用再在大熱天一遍遍巡視了?！?月8日，指著電腦上的“物聯(lián)網(wǎng)示范工程應(yīng)用系統(tǒng)”，鶴壁供電公司配電運(yùn)檢室線路運(yùn)檢班專責(zé)肖遠(yuǎn)說。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次數(shù)字技術(shù)革命。為加快探索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能電網(wǎng)的融合發(fā)展，按照國家電網(wǎng)公司部署，2013年，省電力公司在我省“智慧城市”之一的鶴壁市建設(shè)了首個(gè)電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程。該工程自去年12月投入試運(yùn)行以來，在配網(wǎng)設(shè)備在線檢修、運(yùn)行監(jiān)測等方面已經(jīng)得到了有效應(yīng)用。

賦予設(shè)備“生命基因”

“相較于互聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間所串聯(lián)起來的龐大網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)就是將各類物體聯(lián)起來構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，物與物之間的聯(lián)絡(luò)需要信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)支撐?！?月8日，負(fù)責(zé)鶴壁物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程建設(shè)的鶴壁信通公司經(jīng)理梅林常告訴筆者。

鶴壁物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程選取了鶴壁公司淇濱26號和28號兩條10千伏配網(wǎng)線路作為實(shí)驗(yàn)線路。兩條線路總長25千米，線路沿線分布有45臺公用配電變壓器、20個(gè)柱上斷路器、35個(gè)柱上隔離開關(guān)、1座配電室、1座環(huán)網(wǎng)柜和4個(gè)電纜分支箱等電網(wǎng)設(shè)備。

“電網(wǎng)設(shè)備在運(yùn)行過程中，它本身的溫度、輸送的電流以及所處環(huán)境的濕度、噪音等都在不斷變化，相應(yīng)也會產(chǎn)生各類數(shù)據(jù)。我們建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)，就是通過安裝傳感器、RFID電子標(biāo)簽和攝像頭等設(shè)備，將各種信息采集后通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測、梳理和分析，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)警。”梅林常說。

在位于鶴壁市市區(qū)的淇濱26號線一臺箱式變壓器處筆者看到，和普通箱式變壓器不同的是，該變壓器內(nèi)的設(shè)備安裝了各種方形和圓形的傳感器。“你看，這個(gè)是無線門磁傳感器，只要門一打開，后臺數(shù)據(jù)就會變化，可以用來防盜。這個(gè)是無線溫度傳感器，可以將線路開關(guān)的實(shí)時(shí)溫度傳遞到后臺……”隨行的鶴壁公司配電運(yùn)檢室副主任秦福祥告訴筆者。他拿著一臺類似平板電腦的物聯(lián)網(wǎng)智能化現(xiàn)場作業(yè)終端，筆者看到，就在我們打開該變壓器的同一時(shí)刻，相關(guān)的時(shí)間和位置信息都實(shí)時(shí)出現(xiàn)在了這臺終端上。

“物聯(lián)網(wǎng)的另一個(gè)重要的采集設(shè)備是RFID電子標(biāo)簽，它相當(dāng)于電子設(shè)備的‘身份證’，與所屬設(shè)備構(gòu)成一對一的對應(yīng)關(guān)系，里面記錄了設(shè)備從出廠到運(yùn)行期間的所有信息。”秦福祥指著26號線一處桿塔上的一個(gè)白色方形盒子說。在附近的一處桿塔上，筆者還看到了一個(gè)360度全景攝像頭。

“通過無線傳感器、RFID電子標(biāo)簽和攝像頭，26號線和28號線上設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)信息都會通過微功率無線自組織網(wǎng)絡(luò)、電力光纖輸送到我們后臺。通過分析這些數(shù)據(jù)，我們能夠與這些設(shè)備‘對話’，從這個(gè)意義上講，物聯(lián)網(wǎng)可以說為電網(wǎng)設(shè)備構(gòu)建了‘生命基因’?！?秦福祥說。

暢通人物“智能對話”

“和其他行業(yè)的物網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用一樣，鶴壁電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程總體架構(gòu)也分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)層次。其中感知層是建立統(tǒng)一的信息模型，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一感知和表達(dá)；網(wǎng)絡(luò)層是按照規(guī)范化的統(tǒng)一通信規(guī)約實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的傳送；應(yīng)用層將多種數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一管理并向外提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)，支撐各類業(yè)務(wù)開展?！泵妨殖Ｕf。

對于電網(wǎng)企業(yè)來說，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)的目的最終體現(xiàn)在應(yīng)用層。目前，鶴壁物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程結(jié)合實(shí)驗(yàn)的10千伏線路情況，開發(fā)了“鶴壁物聯(lián)網(wǎng)示范工程應(yīng)用系統(tǒng)”工作平臺，并研發(fā)了配網(wǎng)設(shè)備在線檢測、全壽命周期管理、狀態(tài)檢修、用電信息采集等子模塊。

“讓設(shè)備‘說話’可以讓我們更加主動地了解它們，查找問題也更有針對性?！鼻馗Ｏ檎f。

“你看，我們點(diǎn)擊‘應(yīng)用系統(tǒng)’的‘設(shè)備在線監(jiān)測’模塊，這兩條線路所有設(shè)備的溫度、濕度、門磁、水浸、桿塔傾斜、噪聲、電流等信息一目了然。我們還在系統(tǒng)中設(shè)置了閾值，超于閾值將會觸發(fā)警報(bào)。例如前兩天下雨，系統(tǒng)顯示黎陽路分支箱箱內(nèi)濕度超過了85%，觸發(fā)了‘濕度一級預(yù)警’，我們很快就派人前往查看。”秦福祥說。

預(yù)警功能讓淇濱26號線和28號線的線路故障往往都消除在萌芽狀態(tài)，最大程度地減少了停電損失和設(shè)備損壞，這在度夏期間意義更加重要。據(jù)悉，自投入試運(yùn)行以來，該系統(tǒng)共發(fā)出變壓器溫度報(bào)警7次、電流三相不平衡5次、環(huán)網(wǎng)柜（分支箱、箱式變）柜門非法打開14次、變壓器運(yùn)行噪聲異常1次，配電箱溫濕度告警1次，鶴壁公司工作人員及時(shí)趕到現(xiàn)場核實(shí)處理，保證了設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的示范應(yīng)用，淇濱26號線和28號線真正實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測?！斑@兩條線路設(shè)備多，以前我們配電班全班出動一天也巡視不完，而現(xiàn)在我一個(gè)人坐在辦公室里，不到半個(gè)小時(shí)就可以把兩條線路的所有信息巡視完畢?！蔽锫?lián)網(wǎng)工程建設(shè)的直接受益者肖遠(yuǎn)說。

圖.鶴壁物聯(lián)網(wǎng)示范工程綜合應(yīng)用系統(tǒng)截圖

開啟管理“智慧未來”

“目前，鶴壁物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用工程與配電自動化的有機(jī)結(jié)合，讓淇濱26號線和28號線成為我們管理最輕松的兩條線路?！鼻馗Ｏ楦嬖V筆者，除了應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這兩條線路也在該公司智能電網(wǎng)建設(shè)中實(shí)現(xiàn)了“配電自動化”。

據(jù)秦福祥介紹，一方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使這兩條線路實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)測、故障預(yù)警以及故障點(diǎn)精確定位等功能；另一方面，配電自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備的遙測、快速故障診斷、隔離和自動恢復(fù)供電以及負(fù)荷控制等功能，兩者實(shí)現(xiàn)良好互補(bǔ)，大大提升了線路管理的智能化程度。

目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用還處于初級階段，未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將擁有更加廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域?！拔锫?lián)網(wǎng)技術(shù)對智能電網(wǎng)海量電量和非電量信息的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確獲取，將為云計(jì)算和大數(shù)據(jù)提供全面的數(shù)據(jù)資源支撐?！泵妨殖Ｕf。

云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的應(yīng)用在該工程中已現(xiàn)雛形。例如，通過物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)對電網(wǎng)設(shè)備的三相電流進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)三相電流出現(xiàn)大面積不平衡時(shí)，系統(tǒng)會及時(shí)顯示三相電流的準(zhǔn)確信息，此時(shí)工作人員可以通過配電自動化，及時(shí)調(diào)整設(shè)備的載荷，防止設(shè)備因?yàn)檫^負(fù)荷而燒毀。

再如，目前已在物流行業(yè)應(yīng)用較為廣泛的RFID電子標(biāo)簽，可以實(shí)現(xiàn)與設(shè)備編碼、資產(chǎn)編碼的一一對應(yīng)。在具體操作中，工作人員可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備資產(chǎn)建設(shè)、維護(hù)、檢修、改造、退役、報(bào)廢等信息迅速提取，進(jìn)而對電網(wǎng)設(shè)備質(zhì)量好壞、優(yōu)缺點(diǎn)甚至站位選址是否恰當(dāng)?shù)冗M(jìn)行深入分析，為未來設(shè)備改進(jìn)提升、采購和臺區(qū)選址等提供科學(xué)參考，真正實(shí)現(xiàn)對配網(wǎng)設(shè)備的全壽命周期管理。

“目前，無論是在感知層、網(wǎng)絡(luò)層，還是在應(yīng)用層，鶴壁物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程都有很大的發(fā)展空間。隨著技術(shù)的推廣和成熟應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)、生產(chǎn)管理、運(yùn)行維護(hù)、用戶交互等方面發(fā)揮巨大作用，可以全方位提高智能電網(wǎng)在各個(gè)環(huán)節(jié)信息感知的深度和廣度。”梅林常認(rèn)為。

“如果未來物聯(lián)網(wǎng)和配電自動化技術(shù)在全市所有線路中應(yīng)用，相信我一個(gè)人就能管理所有線路。”對于物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)的融合發(fā)展，一線員工肖遠(yuǎn)十分期待。