面向能源互联网的智慧物联体系全场景仿真检测系统设计与应用

国家电网有限公司在构建能源互联网战略目标背景下,建立了跨专业共建共用的物联管理平台,对输电、变电、配电等多个领域的设备进行标准化接入和统一在线管控.为提升终端设备接入物联管理平台的接入调试效率,设计了面向能源互联网的智慧物联体系全场景仿真检测系统,利用现有的智慧物联体系建设思路,按照"云管边端"完整架构,实现"信息-物...     

基于主动感知技术的输变电设备物联网建设及应用

针对电网规模不断扩大,输变电设备运维管理难度越来越大的问题,基于新型智能传感、边缘计算、数字孪生、泛在物联等主动感知技术,提出了具有河北电网特色输变电设备物联网建设方案.通过变压器智能化、智慧检测体系构建、物联数据融合应用、运维替代等典型应用场景,验证了基于新型主动感知技术的输变电设备物联网建设方案的可行性.     

基于泛在电力物联网的换流站在线监测系统优化综述

为解决当前换流站在线监测系统在运行中存在的可靠性、安全性以及误告警频发等问题,文中基于泛在电力物联网技术对系统进行优化重构。首先,通过构建平台层,将系统接入物联管理平台以及数据中台,实现数据的融通共享,减轻云端存储压力,提升服务响应。其次,设计基于边缘计算的物联智能终端,实现站内设备的安全接入和泛在物联,该装置作为边缘计算节点通过集成深度学习算法,实现站端数据的采集存储、计算分析与异常识别,提高了告警的准确性和系统运行的可靠性。因此,基于泛在电力物联网的换流站在线监测系统架构优化为后续工程实践提供了一种新的建设应用模式。     

面向新能源侧的电能质量监测终端通信协议设计

随着新能源并网的推进,新能源侧电能质量监测终端数据传输至电能质量监测主站较为困难。为此,基于智慧物联体系,设计了面向新能源侧电能质量监测终端通信协议。首先给出了基于智慧物联体系的新能源侧电能质量数据传输技术框架,进而基于MQTT协议框架详细定义了新能源侧电能质量监测终端数据封装方式,最后通过试点应用验证了所提通信协议的可行性。     

基于泛在电力物联网的配电变压器智能监测系统设计

为解决目前配电变压器监测系统在运行中存在的安全性及延时性等问题,基于泛在电力物联网技术设计了配电变压器智能监测系统。构建具有基于深度学习的边缘计算框架的感知层,实现智能终端各类监测设备的安全接入及数据预处理;构建网络层,实现海量数据的快速安全传输;构建平台层,接入物联管理平台和数据中台,实现数据共享;最后构建应用层,实现数据的全景展示、统计分析及远程监控等核心功能。     

配电物联网边缘物联代理网络安全防护研究

配电物联网是配电监控系统向物联网模式演进的结果,边缘物联代理是连接物联网终端与云端的重要感知层设备。通过分析边缘物联代理自身及交互面临的安全风险和安全需求,研究了可信启动、身份认证、密钥协商、数据机密性保护、数据完整性保护、安全监测等技术,构建了基于可信启动的设备本体安全、基于身份认证和数据保护的交互安全以及基于日志、流量信息实时采集的安全监测于一体的安全防护架构,有效避免了因边缘物联代理遭受恶意攻击而导致整个系统瘫痪事件发生,有助于提升配电物联网在新的网络安全形势下抵御恶意攻击的能力。     

变电站充油设备绝缘油智能综合分析系统研究

本文针对绝缘油色谱试验时间长,检测数据分析智能化水平较低、数据展示不直观影响趋势判断等问题,建立油化实验室物联系统,将多类仪器接入网络,配合传感装置与监测装置,实现仪器的远程硬件控制和状态智能化感知,有效减少实验过程中非核心环节耗时,提高油务人员整体工作效率.研究适用于绝缘油全生命周期管理的检测数据融合智能分析方法,建立绝缘油数据融合智能分析系统,为充油设备状态智能分析提供技术支撑.建立绝缘油检测数据可视化平台,搭建数据展示框架,设计数据展示界面,对被分析数据进行化类分区,实现检测数据的综合掌控和智慧化管理.     

基于异常检测集成算法的油色谱在线监测数据质量评价体系

油中溶解气体分析技术作为输变电在线监测技术中应用最广泛的技术之一,目前仍然存在受到复杂的现场环境影响导致数据质量普遍不高和数据采集标准化无法统一的问题,极大地限制了应用油色谱技术进行设备状态监测的有效性、准确性和及时性。该文提出了一套基于异常特征提取的油色谱在线监测数据无监督异常检测的集成方法,搭建了油色谱在线监测系统数据的质量评价体系,以达到增强输变电在线监测系统中油色谱数据可用性的效果。以某220 kV变电站在运的交流220 kV变压器为例进行了实例分析,对数据质量评估体系的有效应用进行验证。     

电力物联网物联代理信息承载模型的研究*

电力物联网中感知层终端设备种类多样、数据信息结构各异,用于实现数据传输的信息模型至今没有形成统一的标准体系,给电力物联网信息交流带来复杂性和数据传输安全性问题.对电力物联网感知层各种终端信息进行分类,进而提出了一种利用物联代理统一数据格式的信息承载模型,并分析了该模型的保密性、完整性、可用性和不可否认性等性能.     

物联技术在需求侧资源灵活接入的研究进展与应用展望

近年来随着海量需求侧资源接入电网，海量数据与庞大计算量使得需求侧资源与电网的互动难以通过集中式实现。为应对该问题，需求侧资源管控也从集中式向分布式演变。在分布式管理模式下，需求侧资源以负荷聚合商所聚合成的负荷集群的方式与电网互动。因此，需求侧资源需要具有灵活接入不同负荷聚合商的能力，这对需求侧物联技术支撑提出了新的要求。以需求侧资源去中心化管理为背景，明确了需求侧资源灵活接入在物联架构中的体现，总结了物联技术在需求侧资源灵活接入中的进展，并对其发展前景进行了展望。     

基于IEC 61850红外在线监控平台数据传输研究与应用

各厂家红外在线监测装置存在通信规约不统一,系统孤立运行,数据资源不能共享等问题.提出实现点对点采样值传输的方法,并规范其数据传输格式,定义电气设备温度传输数据的逻辑节点,统一了红外在线监测装置通信协议和数据模型,实现不同供应商设备之间数据交换的无缝连接.建立了基于IEC 61850红外数据传输的红外在线监控平台,实现了红外远程集中监控、信息共享.     

基于IPv6的配电物联网通信单元设计

国家电网有限公司2019年提出"三型两网、世界一流"战略目标,但是当前台区仅具备配电变压器附近各类电气设备监测功能,从配电变压器出线到用户之间的低压配电网仍然缺乏智能监测管控手段,用户用能信息感知不及时。同时在网络部署结构上无法支撑综合能源服务、数据运营等新业态发展。因此,在配电台区侧提出一种配电物联网通信单元技术方案,基于轻量级物联网操作系统、IPv6高速载波芯片、即插即用组网等技术,研发物联网通信单元,解决低压电力设备通信协议不一致、无统一的IP地址、调试运维困难等问题。最后在某配电室开展试点应用,全面验证了方案及设备的可行性,结果表明物联网通信单元在设备在线率、数据采集成功率方面均具备批量应用能力。     

在线监测系统现场综合处理单元与变电站平台之间的通信技术

针对目前监测类型繁多、通信规范及数据接口不统一、监测系统孤立运行的问题,通过优化通信数据网络结构,研究兼容性的通信格式规范及其信息模型。在遵循和扩展IEC61850通信标准的基础上,通过研究满足变电站监测数据传输功能需求的通信技术,将各类在线监测数据由现场的在线监测综合处理单元远传至主站平台中,实现数据归集和逻辑处理。目前该通信技术已经在500 kV玉林变电站部署实现,达到监测数据远传与同步的可靠性、规范性要求;同时具备良好的可维护性和可扩展性。     

基于信息融合技术的电力综合监控系统设计

针对电力监控系统存在功能单一、集成度低、互操作性不强、实时性差等问题,采用多元信息融合技术,提出一种基于嵌入式平台和无线通信技术的设计方案。文章给出了系统硬件和软件的实现方法,系统在监测区域部署ZigBee无线传感器网络,将监测数据汇集到嵌入式网关,实现统一的数据管理和用户远程访问,构建了监控管理信息平台,从而完成电网海量实时监测数据的采集、传输、存储和处理。系统能满足高集成度的电力监控应用需求,具有扩展性好、功耗小、成本低、实时在线等优点。     

基于物联网的环网柜在线监测技术研究

针对目前环网柜在线监测设备融合度较低导致运维复杂、整体成本较高的问题,研制了一种集成物联网传感器接入、机械特性在线监测、局部放电在线监测以及标准化通信接口的物联网环网柜监测终端。按照装置功能详细介绍了子模块的构成以及基于容器的软件架构。并重点介绍了机械特性在线监测相关的数据零漂调整、数据触发门槛选择、特征分析实现方法。同时介绍了一种用于局放采样的改进型峰值保持机制。为验证装置相关性能,搭建了试验平台,并模拟了部分典型机械特性故障。结果表明：监测数据准确且一致性高,能够满足现场的应用需求。     

基于深度稀疏自编码网络和场景分类器的 电网气象故障预警方法

为保证电网安全稳定运行,提高电网防灾减灾和弹性水平,提出了一种基于深度稀疏自编码网络和场景分类器的电网气象故障预警方法。首先,采用主客观权重相结合的动态赋权方法,对气象因子进行初始赋权,以合理表征不同气象因子对电网故障的影响程度。然后,对传统的深度自编码网络增加稀疏性约束条件,以提高网络训练的收敛性,并在深度自编码网络的最后一层增加场景分类器,以提高气象因子与电网故障场景间关联关系的合理性。最后,将带权重的气象因子以及设备因子和环境因子作为深度稀疏自编码网络的输入,利用支持向量机构建多因素耦合的电网气象灾害故障预警模型。采用实际电网故障算例验证了所提方法的有效性。     

电能质量监测系统研究现状及发展趋势

电能质量监测系统是及时发现和评估电能质量问题的重要手段。综述了电能质量监测系统整体架构方案、电能质量监测通信体系、监测中心软件系统的研究现状。在此基础上,分析了现有电能质量监测系统所存在着的缺乏完善统一的通信标准、各相关系统间缺乏交互和重用、缺乏对海量监测数据的有效管理和利用、无法支持与电力用户的友好互动等问题。阐述了智能电网中构建电能质量信息平台的重要性。指出监测数据的深化应用、提升兼容开放性以及基于云计算的架构是未来电能质量信息平台的发展趋势。     

智能变电站一体化监控系统通信服务映射与封装方法

智能变电站一体化监控系统遵循IEC 61850与制造报文规范实现全站信息的统一建模和数据传输,实现全站信息统一的接入、存储和展示。通过对智能变电站一体化监控系统通信架构的分析,针对现有站控层通信服务接口的实现方案存在一致性和扩展性不足等问题,提出了底层实时通信协议到托管抽象通信服务的封装方法,支持面向对象和跨平台技术特性,减少站控层客户端的研发工作量,为站端监测单元与数据通信网关机等提供高效易用的基础通信服务,并给出了一致性与性能测试结果,验证了方法的正确性和可行性。     

基于振动特征的智能电缆防外破监测技术研究

电力电缆是城市输配电系统的重要组成成分,其运行状态关系着城市供电的可靠性。近年来,因施工、偷盗、改造引起的电缆外力破坏问题长期威胁电缆运行安全,但由于电缆分布广、运行环境复杂,目前缺乏有效的监测和预警方法,传统的在线监测系统因其改造成本和维护难度较大,且难以在城市电缆系统中实现主动预警。本文首先基于压电传感器研制了无线分布式的电缆外力扰动智能传感器,并对其数据处理、低功耗电源管理、取能单元以及物联网通讯方法进行了分析;通过典型外力激励下电缆振动试验,获得了电缆振动信号的时域特征和时频域特征,并提取了可用于外力扰动识别的特征参量,为建立基于物联网的分布式电缆防外破智能预警系统鉴定基础。