低壓物聯(lián)感知精品臺區(qū)建設方案研究

張隨涵

摘要：低壓物聯(lián)感知精品臺區(qū)對比傳統(tǒng)臺區(qū)，投入智能融合終端、傳感器與藍牙微型斷路器，新增負荷預測、故障定位、臺區(qū)拓撲識別，安全監(jiān)測等功能，實現(xiàn)電網(wǎng)低壓臺區(qū)數(shù)字化建設，解決傳統(tǒng)臺區(qū)在復雜環(huán)境情況下的應用問題。

關鍵詞：低壓物聯(lián)感知;精品臺區(qū);建設

1、低壓物聯(lián)感知精品臺區(qū)定義

低壓物聯(lián)感知精品臺區(qū)是以HPLC采集設備和新一代能源路由器、能源控制器、隨器計量家電等智慧計量物聯(lián)設備應用為基礎，運用高級量測、邊緣計算和大數(shù)據(jù)融合分析等技術，提升低壓電網(wǎng)和客戶信息全息感知能力，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的友好交互，為客戶提供“電器級”智慧用能增值服務。

2、低壓物聯(lián)感知精品臺區(qū)功能

2.1低壓電網(wǎng)狀態(tài)全感知及深化應用

2.1.1.全量數(shù)據(jù)采集。實現(xiàn)臺區(qū)HPLC采集設備覆蓋率100%;臺區(qū)各節(jié)點設備分鐘級采集成功率100%;重要事件上報成功率100%。

2.1.2.臺區(qū)時鐘與檔案智能同步。實現(xiàn)電能表與采集設備時鐘同步及精準管理，時鐘準確率100%;實現(xiàn)臺區(qū)各節(jié)點關鍵設備檔案信息、設備參數(shù)自上而下、自下而上的雙向同步，準確率100%。

2.1.3.臺區(qū)拓撲識別與校驗。對低壓臺區(qū)拓撲中的戶變關系、分支關系、分支層級關系、相位關系進行快速精準識別，并能將臺區(qū)內(nèi)的電表檔案信息搜集整理，拓撲識別的準確率為100%，能夠通過可視化的方式進行動態(tài)展現(xiàn)。對于拓撲出現(xiàn)變更情況時，實現(xiàn)實時自適應調(diào)整，有效降低運維人員的工作量，降低臺區(qū)運維成本，能實現(xiàn)臺區(qū)綜合運維成本降低20%。

2.1.4.臺區(qū)線損深度分析。在拓撲關系準確的基礎上，實現(xiàn)分鐘級的用電數(shù)據(jù)曲線監(jiān)測，能夠?qū)Ω鞴?jié)點做用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計、運算和分析，實現(xiàn)“變-分”、“分-箱”、“箱-戶”等多級分段線損計算，分段線損可算率達到90%，發(fā)現(xiàn)線損異常、分析線損產(chǎn)生原因，發(fā)現(xiàn)違章用電、竊電等違規(guī)違法行為，高損原因定位準確率大于90%。

2.1.5.臺區(qū)線路阻抗分析。建立臺區(qū)低壓線路三相不平衡計算模型，精確求解線路阻抗，實現(xiàn)阻抗計算精度達到80%。結合阻抗計算數(shù)據(jù)，實現(xiàn)線路老化等線路異常診斷，支持臺區(qū)檢修優(yōu)化決策。

2.1.6.臺區(qū)停電故障診斷與定位。結合臺區(qū)所有感知終端的停、復電事件主動上報能力，實現(xiàn)停電原因診斷和故障精準定位，臺區(qū)停電位置定位準確率大于95%，有效縮短故障搶修時間。

2.2電網(wǎng)與用戶友好互動

2.2.1.家庭用電智能化。安裝隨器計量家電、智能插座等網(wǎng)荷互動設備，在負荷高峰期間通過HPLC通道精準調(diào)節(jié)家庭“電器級”負荷，實現(xiàn)家電與電網(wǎng)互動和智能控制。

2.2.2.多種能源有序管理。臺區(qū)實現(xiàn)分布式能源、充電樁靈活接入和有序管理，多種能源采集成功率100%，水氣熱“多表合一”采集成功率100%，多種能源可有序參與電網(wǎng)需求響應，提高清潔能源消納能力。

2.2.3.低壓源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動。有效整合臺區(qū)下居民家用電器、充電樁等可調(diào)負荷資源，依托臺區(qū)能源控制器邊緣計算功能，基于臺區(qū)負荷運行監(jiān)測和預測情況，實時響應調(diào)度各類負荷調(diào)控需求，有序執(zhí)行負荷調(diào)控命令，消減峰谷差，提升臺區(qū)配變設備利用率，有效緩解配網(wǎng)投資壓力。

2.3“電器級”智慧用能增值服務

2.3.1.家庭節(jié)能診斷服務。分析用戶家庭用電情況，智能識別用戶用電規(guī)律、能耗重點，提供家電待機功耗、熱水器、空調(diào)等重點電器能耗分析功能，基于能耗分析結果，對客戶進行節(jié)能潛力評估，同步提供診斷報告，有效引導用能方式改善。

2.3.2.用電安全隱患辨識服務。開展居民家用電器耗電量長期跟蹤，建立用戶電器安全診斷分析模型，當電流、功率等超過預警閾值時，第一時間辨別電器用電異常、老化、短路等故障隱患，推送預警消息，避免事故發(fā)生。

2.3.3.電器性能評價服務。實現(xiàn)用戶家庭全時段細顆粒度用電數(shù)據(jù)分析，精確識別家庭內(nèi)各類電器的啟停時長、耗電量等詳細用電信息，支持客戶通過手機客戶端APP或微信公眾號等線上形式，推送個性化的家庭電器分時用電詳單。

2.3.4. 重大社會事件下的居民居家或移動軌跡分析服務。基于居民客戶細粒度用電數(shù)據(jù)分析，構建用戶居家及外出行為分析模型，分析人員流動情況，有效支撐疫情等重大社會事件下政府決策，輔助政府、社區(qū)、疾控中心、小區(qū)物業(yè)等部門實施監(jiān)管。

3、存在的問題

3.1現(xiàn)有低壓配電網(wǎng)臺區(qū)現(xiàn)場設備紛亂繁雜，造成難以管理

低壓配電網(wǎng)臺區(qū)廣泛分布在城市、農(nóng)村各處，點多面廣;有桿上變、箱變、配電室等各種類型，現(xiàn)場安裝環(huán)境復雜多樣。低壓配網(wǎng)里運行著配電箱、漏電保護器、斷路器、電容補償器、換相開關、分支開關等各樣設備，數(shù)量多、類型廣、缺乏統(tǒng)一標準的，比如斷路器有智能型、非智能型，其通信協(xié)議有DL/T645的、有Modbus規(guī)約等等。低壓配電臺區(qū)中電網(wǎng)結構復雜、設備數(shù)量眾多、分布式安裝、缺乏統(tǒng)一通信標準，給配電網(wǎng)的智能運維管理帶來極大困難。

3.2現(xiàn)有低壓配電網(wǎng)感知技術方案繁多，缺乏統(tǒng)一標準

現(xiàn)有運檢、營銷專業(yè)都開展低壓配電網(wǎng)智能感知試點，其中包括跌落式熔斷器位置、變壓器油溫感知、樁頭溫度感知、配電箱溫濕度采集、分支開關狀態(tài)、分支線路電氣量采集等業(yè)務開展，安裝了各類型的跌落式熔斷器監(jiān)測裝置、變壓器狀態(tài)監(jiān)測裝置、環(huán)境變量監(jiān)測裝置、分支開關及線路監(jiān)測等各類型設備，這些業(yè)務的開展和設備的選型，缺乏統(tǒng)一的技術標準，造成投資的浪費、應用的不便、運維的困難。

4、低壓物聯(lián)感知臺區(qū)建設方案建議

4.1加快低壓配網(wǎng)物聯(lián)臺區(qū)標準化設計出臺

一是加快低壓配電網(wǎng)物聯(lián)感知臺區(qū)標準典型設計的出臺。根據(jù)現(xiàn)有配電、營銷的業(yè)務需求，依據(jù)現(xiàn)有國標、企標技術文件，聯(lián)合設備部共同研究在380V低壓配網(wǎng)建設、運維、管理等新問題，出臺《國網(wǎng)公司380V低壓配電網(wǎng)物聯(lián)感知臺區(qū)標準典型設計》，使低壓配網(wǎng)新建、改造等工作，有文件可據(jù)、有規(guī)范可遵。對于已建設的低壓配電網(wǎng)，梳理設備管理和數(shù)據(jù)采集現(xiàn)狀，探究針對不同地區(qū)、不同設備類型的臺區(qū)，出臺《國網(wǎng)公司低壓配電網(wǎng)物聯(lián)感知建設方案的指導意見》，指導省網(wǎng)公司根據(jù)城網(wǎng)與農(nóng)網(wǎng)臺區(qū)、智能斷路器及非智能斷路器、一級分支和多路分支等不同情況，因地制宜的制定低壓臺區(qū)物聯(lián)感知建設方案。二是加快低壓配網(wǎng)設備的標準技術協(xié)議的編制。建議組建技術標準編寫工作組，加快臺區(qū)配變箱、普通斷路器、智能斷路器、融合終端、智能物聯(lián)感知器、末端監(jiān)測終端（LTU）等系列設備在技術規(guī)范、功能規(guī)范、型式規(guī)范等技術標準、規(guī)范的編制，從標準上統(tǒng)一化管理，支撐客戶側設備統(tǒng)一物聯(lián)感知建設。

4.2建議加快在新裝、老舊集中器改造的臺區(qū)推廣能源控制器

一是早期集中器為1376.1、376.1協(xié)議，不能支撐現(xiàn)有采集任務的靈活變化、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)新增功能，部分集中器廠商已放棄湖南市場，無人運維，設備質(zhì)量問題頻發(fā)，給現(xiàn)場采集業(yè)務、運維業(yè)務帶來極大困難。二是現(xiàn)有設備部正在推廣“配變監(jiān)測終端TTU”，取代集中器，勢必對現(xiàn)有營銷部的計量業(yè)務、采集業(yè)務、運維業(yè)務的沖擊，營銷專業(yè)須加快能源控制器的推廣，形成營銷專業(yè)主管低壓配網(wǎng)、能源控制器支撐配電、營銷業(yè)務的良好局面。

4.3建議在698協(xié)議集中器臺區(qū)進行改造，實現(xiàn)物聯(lián)感知

國網(wǎng)2016年推廣698協(xié)議，至今已安裝運行大量698協(xié)議集中器，設備硬件情況較新，廠家技術服務良好;698協(xié)議能靈活變化配置采集任務，支撐各類型新型任務的拓展和開發(fā)，為最大程度兼容現(xiàn)有營銷設備資產(chǎn)，在698集中器臺區(qū)，宜采取加裝改造物聯(lián)感知器的技術方案。

5、結束語

國網(wǎng)湖南電力將持續(xù)推進智慧物聯(lián)體系建設工作，在輸變電、配電臺區(qū)、互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)等領域取得實用化效果，促進感知層資源和采集數(shù)據(jù)源端共享，支撐業(yè)務即時處理和區(qū)域能源自治。“以終端接入靈活、采集數(shù)據(jù)共享、專業(yè)應用方便、基層好用易用為目標，提升電網(wǎng)智能化水平，打造智慧能源基礎設施，助力智慧城市建設。

參考文獻：

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