国网南瑞SAILORAW物联网管理机泛在电力物联网自动化工程建设
详细说明
一、前言
智能电网建设是我国在能源领域的重要战略部署，将逐步推动我国电力基础生产模式的改变，定位于利用的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的自主创新、中国特色的智能电网，是电力行业的发展方向。智能电网的实现，依赖于电网各个环节重要运行参数的在线监测和实时信息掌控，物联网技术成为推动智能电网发展的重要技术手段。
通过本项目，建设配电物联网系统，在配网环节部署具有一定感知、计算、执行和通信等功能的装置，通过电力信息通信网络，建立设备感知泛在化，传感单元微型化，物联网络去中心化、数据传输无线化、应用分析智能化的互联体系。在试点工程现场实现电网设备设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统，网络中实体之间的协同和互动，使得有关物体相互感知和反馈控制，形成更加智能的电力生产体系，更好的满足对配网设备的监测。
针对这一问题，利用配电物联网技术，推出配电物联网系统。配电物联网系统建立一个基于物联网技术，按照感知层、网络层、应用层的标准架构，对开关站、配电站房、户外环网箱、箱式变电站、电缆及电缆井、柱上变台和柱上开关等设备的各类环境和设备检测进行数据监测、动态展示和故障预警，需提供配网设备监测服务，地降低运检人员的维护工作量。
1. 产品优势：
传统运检模式下，信息获取方式传统、来源单一；设备状态感知仍以停电检修、离线试验为主；在线监测、带电检测、机器人等手段及数据利用率不高。应用物联网，是具备自感知与预警能力的智能设备，实现设备状态全面可知、可控、优化检修方式，减少设备故障与停电时间，全面推动运检模式向自动化、智能化、集约化转型，实现生产管理模式由“事后应对”向“事前防范”转变。应用人工智能技术、诊断技术，实现设备状态准确和趋势预警；打造设备状态全面感知、决策分析主动，提升设备运检工作效率和效益；实现设备的“智能监测、智能判断、智能管理、智能分析”
2. 使用范围及功能：
配电系统：通过中压备状态检修等业务应用场景，实时获取公析配网运行状态及拓扑结构，实现设备全景感知。通过智能巡检等业务应用场景，对传统运检业务智慧升级，实现作业智能。结合广域互联项目的故障自愈、负荷转供等功能实现电网广泛互联。
变电站：增强变电站环境感知能力，针对污闪、跳闸、失电、火灾、水淹等故障情况，形成从感知、故障生成，到自动巡检判断设备状态、故障情况，再到生成检测或检修建议和智能运检全流程，灵活运用巡检机器人的“人-机-物”交互感知的智能巡检模式，有效降低现场巡视的安全风险，保障中心对现场情况的实时管理能力，提高现场巡检效率，降低运维成本。
输电线路：深化微气象、空间温度、舞动、雷电、外破等通道环境的实时监测预警系统建设，结合现场巡检、在线监测、自动气象站等现场数据，进行实时矫正和联合分析，实现多系统海量数据融合，推进大尺度预警信息微观化研究和应用，有效提升通道环境预测预警精度。
三、系统主要架构
3.1、系统拓扑
物联网.jpg
网络层具备以下功能：
3.2.2.1、支持多种传输方式
有线传输，如光纤、电力载波等。
广域无线传输、如LoRa，NB-IoT，3G/4G等。
专网传输，如4G专网等。
根据配网不同应用场景实现灵活配置。
3.2.2.2、数据传输的安全性
通过电力4G专网，通过1.8G电力频段，自有的加密协议以及国网安全接入平台安全性。
通过VPN安全隧道实现通信加密，采用SM4/SM7加密算法，并基于国家密码管理办公室的《GM/T 0022-2014 IPSecVPN技术规范》与国网安全接入平台相连安全性。
3.2.2.3、数据传输协议的标准化
鉴于目前感知设备众多，传输协议不统一，为了方便设备的组网和数据传输，需要制定一个标准的网络传输协议。
3.2.2.4、网络层设备
网络层设备主要由无线通信基站、无线加密通信设备、汇聚节点、数据路由器组成，其主要性能如下：
无线通信基站
无线通信基站负责实现终端设备和网络服务器之间的数据转发，包括终端上行发送的采集数据、应答信号和网络心跳等信息，以及LPWAN系统的网络服务器、应用服务器和用户服务器等下发的控制命令、广播信息和应答信息等功能。
汇聚节点
功能描述：考虑项目涉及的通信设备可能安装在屏蔽性强的地下室等处，可以通过汇聚节点、调整天线或采用天线延长线等方式，实现网络正常通信
主要功能：
支持各种数据采集节点的接入和数据采集；
支持和网络层设备的对接和数据传输；
支持业务安全加密功能；
支持边缘计算能力，可以根据预设的边缘策略，控制接入的数据采集节点；
支持对采集数据进行简单处理运算，删除无效、异常数据，从而减少网络传输压力和物联网平台的冗余计算；
支持网络配置，易于维护。
3.2.3、应用层
应用层主要由各类系统主站及各类数据、应用服务组成，主要用于从接入网关接收传感器采集上传的监测数据，进行抽取、分析、展示等处理工作，共同构成一个完整的智能配电网物联网应用系统一体化信息平台系统。</a></a>
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