一、系统概述

图3.1 系统总体框图

电力系统中各种电压的变电所及输配线路组成的整体,称为电力网,简称电网。它包含变电、输电、配电三个单元。电力网的任务是输送与分 配电能,改变电压。实唯物联网电网数据在线监测系统,能够对电网中各级设备参数进行在线检测(例如:各种介损、泄漏电流及变化量、不平 衡电压、局放、Ia、Ib 、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc、Un等);对智能电网实现电网的经济、高效、可靠、安全运行;实现能源,包 括可再生能源的规模化高效利用;实现经济、环境和社会效益的最大化。

实唯物联网电网数据在线监测系统实现功能如下:

1.预警

实现在事故影响电网之前实现预警,进而从本地局部地区对事故进行处理,从而加强电网自适应和重组控制能力。

2.集中管控

实唯物联网提供的Swaylink物联网电力系统监控平台,提供在线实时监控电网设备参数状态的功能。平台提供多级权限管理,不同权限的职能单位可在线管理其所属的设备信息。

3.数据统计、分析、信息追溯

实现数据云端分类存储,方便高效查询,集中统计分析,为智能电网提供大数据支撑。方便地分权限信息管理结构,各级监管部门按其权限进行数据的管理统计分析及报表导出。

二、方案说明

电网结构

电网中各级增加数据采集设备,搜集各级电网参数,统一通过GSM/3G/4G传送至Swaylink物联网电力系统监控平台。

1.数据采集及通信终端硬件

数据采集及通信终端采用了先进的DSP数字信号处理技术、多CPU集成技术、高速工业网络通信技术,采用嵌入式实时多任务操作系统,稳定性强、可靠性高、实时性好、适应环境广、功能强大,是一种集遥测、遥信、遥控、保护和通信等功能于一体的新一代馈线自动化远方终端装置。适用于各类电网的自动化工程,完成环网柜、柱上开关的监视、控制和保护以及通信等自动化功能。配合配电子站、主站实现配电线路的正常监控和故障识别、隔离和非故障区段恢复供电。

1).主要特点如下:

(1)硬件平台采用32位高速高性能数字信号处理芯片,控制回路采用专用大规模可编程逻辑电路CPLD,集成度高,处理速度快,容量大;

(2)嵌入式软件平台采用嵌入式实时多任务操作系统,保证了测量、控制、通信等任务的高效、可靠运行;

(3)每周波64点的高速高精度交流采样技术,零相差同步采样跟踪和数字滤波算法,软硬件结合采样自动去零漂技术,大大地提高了遥测精度,无需校验,可进行31次谐波分析;交直流采样兼容技术;

(4)装置采用高可靠的专业开关电源实现交流、直流电源无延迟切换和对蓄电池的智能管理,自动充放电维护,低电压保护;

(5)采用国际著名的高可靠性爱立信DC/DC模块,给器件供电,确保了电源的可靠性;

(6)综合采取输入输出回路过流过压防护技术,去耦合技术,隔离技术等,有优异的抗雷击浪涌和尖峰脉冲干扰的能力,电磁兼容性能全部达到国家最高标准Ⅳ级;

(7)全部采用工业级器件,关键器件采用军品级,-20℃~70℃工作温度范围, 完善的产品防护技术,不超过100%的湿度,能适应盐雾、台风、沙尘暴等户外恶劣环境;

(8)通信方式灵活:具有RS-232/485、工业以太网、CAN等多种通信接口支持DL/T 634.5101-2002、DL/T634.5104-2002、DNP3、SC1801、MODBUS等多种通信规约,并可按需要进行扩充;通信信道:可支持光纤、载波、无线扩频、无线数传电台、CDMA、GPRS以及ADSL等多种通讯形式,由用户任选;

(9)可以与国产、进口的各种类型环网柜、重合器、断路器、负荷开关接口; 可以和AC380V/220V/100V等各种交流操作回路、DC220V/24V直流操作回路、电机弹簧储能机构、永磁操作机构等配合;

(10)方便的系统维护,完善的自诊断功能,支持远方在线参数整定;

(11)故障状态检测:测量记录故障电流及方向、故障发生时间,能够满足故障分析、故障定位及隔离的需要;

(12)具有速断保护、重合闸功能。

2).具体功能如下:

A. 遥测

(1)交流电气测量 Ia、Ib 、Ic、In、Uab、Ucb、Ua、Ub、Uc,Un等任意组合,一般Uab和Ucb分别取开关两侧,监视馈线两端的供电情况。

(2)两表法或三表法,软件计算出P、Q、Pa、Pb、Pc、f、cos∮等,根据主站需要上传;

(3)保护Ia、Ic的记录上传;

(4)直流模拟量:两路,电池电压、温度等。

B. 遥信

(1)开关状态信号,SOE;

(2)开关储能信号、操作电源;

(3)压力信号等;

(4)电池低电压告警;

(5)保护动作和异常信号;

(6)其他状态信号。

C. 遥控

(1)开关的分合,失电后可进行2次以上分合操作;

(2)电池的维护;

(3)保护信号远方复归;

(4)其他遥控。

D. 数据传输功能

能与上级站进行通信,将采集和处理信息向上发送并接受上级站的控制命令。

2.Swaylink物联网电力系统监控平台软件

Swaylink物联网平台是成都实唯物联网科技有限公司历时两年自主研发、具有自主知识产权、自有品牌的拳头产品,旨在便捷、低成本实现设备的快速联网、在线监控、数据分析和设备控制。Swaylink物联网平台作为一个可运营的物联网行业应用支撑系统,用户几乎不用写代码、不用编程,就能将测量设备、工业设备、传感器等智能终端无缝连接到平台上,实现自动存储、查询和分析、监控等功能。具有如下特点:快速接入,解决各行业中数据存储、展示分析及设备控制需求;跨平台特性,可通过手机、PC、平板电脑等智能终端,随时随地安全地访问您的设备;支持图像、音频、视频、数值、字符等类型的数据,还可用任意的语言定义数据单位;优异的可扩展性、优异的安全性、稳定性。搭配公司自主研发的Swaylink数据采集器,形成特种设备监控方案、智慧校园、光伏电站运维管理、智能农业、环境监测、工业自动化等多行业解决方案。实唯科技能够根据使用方电网监控的需要,进行深度定制开发,以适应电网数据监控的特殊需求。

三、应用前景

Swaylink物联网平台于2015年8月研发成功并进入试运营,目前处于推广应用阶段。迄今为止已为钟顺太阳能、保宁醋、五粮液、明生农业、邯郸益盟、富域电气、誉合誉、四川大学、四川工业技术学院等20余个客户完成基于Swaylink物联网平台的技术服务。

在现在以及未来发展中,数据的时效性一直占据高地位,将数据及时有效的利用才能将利益最大化同时避免损失。利用Swaylink物联网平台进行实时监控,通过GSM/3G/4G传送数据回平台,使得客户能够远距离第一时间得到数据,从而预警且能够在发生状况时及时作出有效反应,实现对电网的“经济、高效、可靠、安全”运行,提升”管理、控制、运营“的一体化程度。

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