物联网技术在配网状态监测中的应用研究

黄勇军（江西九江供电公司，江西九江，332000）



物联网技术在配网状态监测中的应用研究

黄勇军
（江西九江供电公司，江西九江，332000）

本文在分析与研究电力物联网技术的基础上，对国家电网智能电网项目江西共青城智能电力物联网的应用进行了介绍，并对信息平台建设进行了分析。该应用为了实现配网监测数据的互联互通，从标准规范入手，在关键环节上装配传感器，实现数据采集，提供全面的数据感知，在传输层上采用EPON通讯系统以保证数据的可靠传输，而应用层则提供统一的可视化技术实现所见即所得。

物联网；配网监测；智能电网；EPON

引言

针对供电台区地区配网线路和设备管理困难，只能被动知晓故障并进行应急抢险，无法实时监测检修信息和配网运行状态的局面，应用先进的物联网技术，建立配网状态监测系统就显得尤为必要［1-2］。它可实现实时监测，一是可减轻检修人员和设备管理人员的工作量；二是可保障电网运行安全；三是可提高电网工作效率。本课题以国家电网智能化项目——江西共青城智能电网建设项目为依托，介绍、研究、分析了物联网技术在配网状态监测中的应用架构、特征及关键技术。

1　电力物联网技术

电力物联网技术是利用无线感知设备与基站之间在内部环境通过自组网实现通信，通过数据传输基站、统一接入网关通过信息内网接入服务器，应用先进的物联网技术，建立配网状态监测系统。减轻检修人员和设备管理人员的工作量，提高工作效率，是智能电网建设必不可少的是技术手段。物联网配电应用系统通过智能感知与自组网技术对配电线路及配电设备进行在线监测与防盗预警［3-4］，实现了温度、湿度、水浸、杆塔倾斜、故障异常电流等状态预警，保障了配电设备正常运行。

2　物联网技术在电网监测的应用规划

为了实现信息系统的互联互通，从标准规范入手；在关键环节上装配传感器，实现数据采集，提供全面的数据感知；在传输层上采用EPON通讯系统保证数据的可靠传输；应用层提供统一的可视化技术，如图1所示。

图1　物联网配电应用系统框架图

2.1整体建设标准规范

江西共青城市电力物联网项目建设严格遵循电力物联网相关标准与规范，其中感知层要求实现统一信息模型，规范了传感器采集数据的语义表达，实现传感器与采集装置之间数据的标准传输，同时感知层的统一信息模型也便于后期电力感知范围、感知类型的扩充及应用层对感知数据的分析与处理；网络层实现统一通信规约，规范了不同网络之间的数据传输；应用层要求建设电力物联网数据中心，通过统一数据模型，对所有的电力物联网数据进行集中处理与存储，实现电力业务数据的横向共享，集成和调用。应用层还实现统一应用平台，实现电力物联网应用集成与统一信息服务，通过报表、图形、虚拟现实等数据展现方式，实现与用户的友好互动。

2.2提供全面的数据感知

共青城市电力物联网项目采用环境监测、设备状态监测、配网线路故障在线监测、防盗在线监测等多类传感器，进行多维度的数据采集与分析，实现现场数据的全面感知，符合物联网的主要特征。

2.3网络层数据可靠传输

共青城市电力物联网项目采用专网进行传感数据传输，保障了电力数据的安全，并通过网络层统一通信规约，规范数据传输。

针对智能电网项目，需要全面考虑业务多样、安全可靠、灵活组网、管理维护、成本控制等诸多因素，为电力量身打造配网自动化通信系统解决方案，实现了相关技术的融合，为“配电自动化”和“用电信息采集”等应用场景提供完善、智能、坚强、先进、专业的解决方案。EPON通讯系统在这种情况下被国家电网引入，相对于BPON和GPON，EPON协议简单，对光收发模块技术指标要求低，因此系统成本较低。另外，它继承了以太网的可扩展性强、对IP数据业务适配效率高等优点，同时支持高速Internet接入、语音、IPTV、TDM专线甚至CATV等多种业务综合接入，并具有很好的QoS保证和组播业务支持能力，是目前接入网的重要备选技术之一。结合共青城实际情况、综合各种通信方案的性价比的基础上，在本次配电自动化建设中，将采用EPON技术实现通信组网和无线公网GPRS互为备用的模式。

共青城智能电网综合示范工程物联网应用及通信信息网络（EPON部分）的建设指导思想是依附于10KV配网线路，以配电网线路为基础，为配网自动化设备提供可靠的通信通道。其组网方式主干采用手拉手保护，分支采用两个1比8分光器星形拓扑双归属到2个OLT的保护。手拉手全保护方式，实现ONU的双归属，保护OLT设备、主干光纤、PON端口、分光器、分支光缆，进一步提高网络的安全性、可靠性；手拉手保护的亮点在于光纤链路无论在什么地方发生光缆故障，通信系统业务都能通过保护光纤自愈［8］。两个1比8分光器星形拓扑双归属到2个OLT的保护减少现场施工量，减少因某个分光器故障而产生的单点故障，同时具备手拉手保护的优势。

2.4海量数据处理

电力物联网数据具备多源、海量、异构、高维、时间序列相关等特性，本项目将采用分布式实时数据库、开放式海量数据流时空检索等技术，并基于OSGI与REST架构建立电力物联网数据中心，实现电力物联网海量数据的处理与分析［9-10］。

3　信息平台建设分析

本次共青市电力物联网项目将基于电力物联网数据中心建立统一应用平台，实现电力物联网的应用集成，先实现配网在线监测与预警系统的集成，由于平台具备很强的可扩展性，共青市乃至整个江西省的电力物联网相关应用都可以在同一个平台上集成见图2，并集中进行信息服务发布，实现不同业务需求的应用调用与访问，促进SG186架构的多业务集成。该项目采用虚拟现实、视频、图形报表等多种方式的融合展示技术，实现友好界面的数据展示，增进与用户间的友好互动。同时数据中心采用适应物联网用户访问动态变化的均衡与开放式海量数据流时空检索等技术，通过多种查询手段，实现了电力物联网数据的高效查询。

图2　共青城配网监测界面

4　结束语

基于物联网的配电线路在线监测与防盗预警系统。通过智能感知与自组网技术对配网设备的环境状态信息进行在线监测，实现温度、湿度、水浸、杆塔倾斜、故障异常电流等状态预警；通过智能感知与自组网技术对配网设备的运行状态进行在线监测，保障设备正常运行。通过智能感知与自组网技术进行配网设备在线防盗监测，实现异常信息报警，及时发现外力破坏隐患，提高线路安全运行水平。

［1］Ilic A，Staake T，Fleisch E.Using sensor information to reduce the carbon footprint of perishablegoods［J］.IEEE Pervasive

［2］Computin，2009，8（1）:22-29. IEEE.IEEE Std.802.15.4—2006 Wireless medium access

［3］control and physical layer specifications for low-rate wireless personal area networks ［S］.2006.

［4］李珊，周凤珍，宋宁希，物联网技术在配网设备监测中的应用［J］.智能电网，2015，3（1）:60-66.

［5］王建明，荆孟春，甄岩等.基于物联网技术的配网状态监测与预警系统［J］.启明星辰，2013，11（11）:45-49.

［6］陈蕾，物联网技术及其在电力系统通信中的应用［J］.企业技术开发，2010，29（17）:31-33.

［7］李汶航，物联网技术在电气设备状态检修中的应用［D］.［硕士学位论文］.河南:郑州大学，2012.

［8］刘 陈，景兴红，董钢.浅谈物联网的技术特点及其广泛应用［J］.科学咨询（科技·管理），2011（09）:26～29.

［9］杨红光，基于物联网的无线测温系统设计.硕士学位论.文山东:山东大学，2013.

［10］孔小婧，李娟娟，物联网的技术应用与发展研究［J］.计算机光盘软件与应用，2014（5）:121～123.

Studying Application of Internet of Things Technology on Distribution Network Monitoring

Yongjun Huang
（Jiujiang Power Supply Company， Jiangxi， Jiujiang， 332000， China）

Based on the analysis and research the Internet of things technology， on the basis of the State Grid a smart grid project JiangXi GongQing city smart grid applications of Internet of things are introduced， and the information platform construction are analyzed. Monitoring data of the application in order to achieve the distribution network connectivity， from standard specification， on the key link assembly sensor， data acquisition， to provide comprehensive perception of data on the transport layer by using EPON communications system to ensure the reliable transmission of data， and the application layer provides a unified visualization technology to achieve what you see is what you get.

Internet of Things； Distribution Network Monitoring； Smart Grid； EPON

E-mail: huangyj126@126.com

TM73

A

2095-8412 （2016） 03-351-03

黄勇军（1985-），男，江西九江供电公司，硕士研究生，从事电力信息通信运维工作。