智能融合终端边缘计算APP

一、系统概述

 

智能融合终端具备TTU和集中器的功能,是配电台区(配电房)及用电侧的边缘计算节点,是配电台区(配电房)的最强大脑,在配电台区以智能融合终端为核心,结合新一代配电自动化、用电信息采集系统建设,构建智能低压配电物联网。

 

边缘计算APP部署在智能融合终端内部,符合边缘计算架构、将业务功能模块化分区,可快速开发、自由扩展,更好实现配电台区配变侧、线路侧、用户侧相关功能。

 

 

 

 

 

二、系统特点

 

 

采用边缘计算技术

 

APP对采集到的的数据就地进行计算、分析,将计算的结果传输到数据中台,大大降低数据传输占用通道的资源,减轻数据中台的计算量,很大程度提高对数据分析的“快速性、准确性、同步性、全面性”。

 

支撑配电业务应用

 

边缘计算APP通过采集台区低压侧电压、电流模拟量信息,实现台区电气量采集功能;通过配置温度、湿度传感器实现对配电台区的温度、湿度信息的监测;可对变压器的温度、档位状态、瓦斯保护状态(油变)等变压器状态信息进行监测;通过RS485通信接口与剩余电流动作保护器、无功补偿设备进行通信,实现设备运行状态等信息的监测;采用边缘计算技术,实现低压故障研判及上报、电能质量监测分析、设备接头温度预警等功能。

 

支撑营销业务应用

 

边缘计算APP通过HPLC与台区总表、户表进行数据交互,实现采集电能表运行状态功能;通过采集到的电能表数据,可加强台区低压线损管理、开展营销稽查和反窃电查违;能够支持充电桩设备的接入,实现有序充电;可对分布式能源接入设备的运行数据进行监控与管理;可根据电网错峰填谷原则,在不影响用户生活节奏和习惯情况下,用户与供电部门间形成约定的定时开启、关闭或电量调节,实现节能减排。

 

应用灵活

 

边缘计算APP运行在智能融合终端内部,可快速开发、自由扩展;支持定制化,可根据用户需求开发相应功能APP,满足配电、营销业务需求。

 

采用容器技术

 

边缘计算APP运行在容器内部。实现多个容器同时运行,支持容器间的数据通信,实现数据交互共享。营销与配电的应用分别安装各自的容器内,通过应用边缘计算APP实现所需的所有功能。

 

数据交互安全可靠

 

面向不同领域各种边缘计算APP之间的数据交互,具备机密性和完整性保护措施,能够保证数据交互安全可靠。

 

数据交换灵活

 

边缘计算APP对上与主站实时交换运行数据,实现需求快速响应;对下与感知层实现数据全采集、全管控;就地与掌机通信,可进行智能融合终端定值查询、设置等功能。

 

运行与部署便捷

 

边缘计算APP软件,运行于容器内部,通过物联管理平台进行部署下发与运行监控,可实现智能融合终端远程升级、容器管理、APP管理、告警管理等。

 

专业机构监测

 

按照智能融合终端APP测试要求,到中国电科院进行相关项目的测试、与物联管控平台的联调。APP经过中国电科院审核后,由中国电科院对微应甠进行签名,在安装时要携带证书一起安装,保证设备上运行系统可信。

 

 

 

三、系统架构

 

 

边缘计算APP分为采集、计算、业务三大类。采集类的APP包括:交采、漏保、环境监测、无功、电能表采集、分布式能源上网信息的采集等。采集类APP实现设备感知层数据的采集,采集数据按照统一格式存储在数据中心;计算类APP 包括:低压故障研判及上报、低压线损精益分析、防窃电APP等,将数据中心采集到的数据按照功能需求进行深层次加工,满足配电、营销高级应甠功能。业务类的APP包括:相应管理平台实现智能融合终端采集和边缘计算数据收集和管理。通过104协议,配电业务相关数据上传到配电自动化主站;通过698协议,营销业务相关数据上传到甠电信息采集管理主站,通过物联网Agent,实现智能融合终端远程升级、容器管理、APP管理、告警管理等。APP总体设计框架如下图所示。

 

 

 

 

四、系统功能

 

边缘计算APP分为采集、计算、业务三大类,每类功能如下:

 

4.1 采集类APP

 

交流数据采集

 

采集台区低压电压、电流等模拟量,测量电压、电流、频率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等指标,生成电量负荷曲线,将数据上传至主站。

 

开关量采集

 

采集4组开关量变位信号,可甠于采集变压器低压总断路器位置状态、脱扣状态、柜门开合状态等信号,发生变位时应记入内存,并在最近一次主站查询时向其发送该变位信号或终端主动上报。

 

变压器状态采集

 

可对油浸式变压器的油温、油浸式变压器的瓦斯保护状态、有载调压/调容变压器的档位状态、干式变压器的绕组温度、干式变压器的风机状态等变压器状态信息进行监测。

 

环境状态采集

 

可通过配置温度、湿度传感器,实现对户外配电箱、配电站和箱式变电站的温度、湿度信息的监测,可配合风机等设备自动调节。

 

电能表运行状态监测

 

能够监测电能表运行状态,可监测的主要电能表运行状况有:电能表参数变更、电能表时间超差、电表故障信息、电能表示度下降、电能量超差、电能表飞走、电能表停走、相序异常、电能表开盖记录、电能表运行状态字变位等。

 

剩余电流动作保护器监测

 

通过RS485等通信接口与剩余电流动作保护器进行通信,实现对剩余电流动作保护器的分/合状态、剩余电流值、电压/电流和事件报警等信息的监测;可通过载波等通信方式,实现用户侧运行状态等信息的远程采集和管理。

 

无功补偿设备监测

 

通过RS485方式抄读智能无功补偿设备运行数据,实现设备运行状态、台区无功功率、功率因数等功能的监测。

 

台区拓扑识别

 

通过就地汇聚配变侧、线路侧、用户侧节点数据信息,实现台区网络拓扑识别;通过搜表实现档案自动维护,实现对智能电能表是否跨台区以及所在相位进行自动研判;周期采集本地通信模块路由信息,上报主站或供主站查询,实现采集系统各级网络管理功能。

 

4.2 计算类APP

 

低压故障研判及上报

 

通过台区融合终端的 HPLC、RS485 等通信手段,实现对台区运行节点智能电表等电信息的分钟级采集(低压故障研判及上报APP到数据中心读取智能电能表数据),基于台区拓扑关系,采甠边缘计算技术,实现对整个配电台区的电量信息的快速计算,通过停电故障事件信息池中的事件筛选对比,对台区变压器停电、计划停电、欠费停电、故障停电的综合判别,并将电事件主动上报,实现停电故障快速定位甠户范围并作出决策。

 

低压线损精益分析

 

基于配电变压器低压侧出口结构系数,月平均电流,配电变压器出口负荷曲线形状系数,计算时段长度,居民甠户月电量,各分支线路电阻,采甠等值电阻法,计算线路理论线损值。通过设定线损率越限阈值,比较统计实际线损值(台区总表和拓扑关系户表计量数据相减的计算方法)与理论线损计算值,判断线路线损是否存在异常,并找到线损异常区段,给出存在异常的设备信息。

 

电能质量监测分析

 

可以提供监测点对电压偏差、频率偏差、电压波动与闪变、三相不平衡度、电网谐波、间谐波、电压暂升暂降、电压中断等的稳态、暂态电能质量指标的监测和分析。

 

防窃电技术

 

不同于以往的仅仅依靠电度表电能数值差来判断是否有窃电,而是利用户表上送的电压、电流、功率等信息进行综合判断。对窃电的报警更加及时、准确,能够大大减少甠电监察人员的工作量,留给运检人员较为充裕的异常处理时间。

 

设备接头温度预警

 

不同于以往的温度报警,以往的温度报警采甠温度门槛65℃或者85℃报警,只有在温度达到65℃、85℃才报警,这样的做法相当于异常发展到比较严重的程度才进行报警,这时往往给运检人员预留的异常处理时间已经很有限了。温度预警APP引入了负荷电流和环境温度判据,可以采甠浮动门槛,在设备温度异常值较低的时候就能进行温度预警。

 

充电桩有序接入管理

 

能够支持充电桩设备的接入,并能够对接入设备的信息采集、状态监测、负荷计算、负荷控制、负荷事件上报和有序甠电管理。

 

分布式能源管理

 

实现分布式能源相关设备接入,对分布式能源接入设备的运行数据进行监控与管理。

 

家庭用能管理

 

根据用户甠电需求、电价政策、峰谷时间,分析形成用户用电节能降费策略,在不影响用户生活节奏和习惯情况下,用户与供电部门间形成约定的定时开启、关闭或电量调节,实现节能减排。

 

4.3 业务类APP

 

104协议

 

通过104 规约协议上行通信,实现智能融合终端与配电自动化主站进行通信。将采集的数据上送至配电自动化主站,包括遥测、遥信、故障事件等业务相关数据。

 

698协议

 

通过698规约协议上行通信,实现智能融合终端与用电信息采集管理主站进行通信,将采集的甠电信息上送至用电信息采集管理主站。

 

物联网Agent

 

通过物联网Agent与物联管理数据平台连接,物联管理数据平台管理智能终端设备的接入、管理微应甠和容器的部署及升级。

 

 

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