一、背景

　　隨著經濟的發(fā)展、社會的進步、科技和信息化水平的提高以及全球資源和環(huán)境問題的日益突出，依靠現代信息、通信和控制技術，積極發(fā)展智能電網，適應未來可持續(xù)發(fā)展的要求，已成為國際電力發(fā)展的現實選擇。

　　智能電網的概念最早有美國電力科學研究院（EPRI）在2001年提出，并于2003年提出《智能電網研究框架》展開研究。智能電網是集創(chuàng)新工具和技術、產品與服務于一體，利用高級感應、通信和控制技術，為客服的終端裝置及設備提供發(fā)電、輸電和配電一條龍服務，它實現了與客戶的雙向交換，從而提供更多信息選擇、更大的能量輸出、更高的需求參與率及能源效率。

　　我國對智能電網的建設高度重視，并投入大量精力，制訂了詳細的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。中國國家電網公司正在全面建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發(fā)展的堅強電網為基礎，以信息化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領先的堅強智能電網。預計到十三五末期，國家電網將建成堅強可靠、經濟高效、清潔環(huán)保、透明開發(fā)、友好互動的堅強智能電網，總投資預計將超過4萬億。

　　近年，物聯網技術的發(fā)展突飛猛進，物聯網應用于智能電網是信息通信技術發(fā)展到一定階段的必然，使用物聯網技術將有效整合電力系統(tǒng)基礎設施資源，提高電力系統(tǒng)信息化水平。中創(chuàng)軟件商用中間件股份有限公司經過多年的積累，以物聯網信息聚合技術為理論基礎，研發(fā)了物聯網應用中間件InforSuite IOT EdgeServer系列產品，它能夠在采集原始數據的同時進行大量的信息處理和計算，從海量的、雜亂無章的原始數據中抽取并推導出對于智能電網系統(tǒng)具有特定意義的數據，并且能夠降低網絡數據傳輸總量，降低網路負荷。

　　二、中創(chuàng)軟件物聯網應用中間件

　　InforSuite IOT EdgeServer（簡稱IIES）是中創(chuàng)軟件商用中間件股份有限公司自主研發(fā)的應用于物聯網解決方案的基礎中間件平臺。

　　IIES提供廣泛的傳感設備支持并可以通過其靈活可擴展的框架迅速支持各種感知設備，為企業(yè)降低感知設備依賴的風險；提供強大的事件處理引擎，將海量的傳感信息過濾、分組、關聯和聚合生成透明的業(yè)務數據，增強了傳感數據的通透性；提供傳感設備模擬工具、壓力測試工具、設計工具以及SDK開發(fā)包，為基于RFID與傳感器應用解決方案的開發(fā)部署提供可視化開發(fā)支持；為傳感設備管理和監(jiān)控提供工具，便于設備的規(guī)劃和管控。

　　InforSuite IOT EdgeServer產品族的成員及功能描述如下表所示。

　　三、配變電智能監(jiān)測系統(tǒng)主要功能

　　智能電網中配變電環(huán)節(jié)占據生產過程的極大比重，針對配變電網的電力設備監(jiān)測是保障電網安全運行的必要工作，是智能電網建設的重要內容。配變電設備通常分布點多面廣，且大部分部署在室外，易受天氣及人為破壞等因素影響而引發(fā)故障。所以必需針對各種電力設備日常運行過程中的設備運行參數、設備狀態(tài)異常、設備破損、性能降低等項目進行監(jiān)測和記錄，并在各種隱患發(fā)生前采取應對措施，避免電力設備出現故障。

　　配用電環(huán)節(jié)的信息通信技術在智能電網發(fā)、輸、變、配、用、調度等環(huán)節(jié)的信息通信中處于相對薄弱環(huán)節(jié)。尤其隨著我國經濟的發(fā)展，電網規(guī)模的不斷擴大，配變電電力設備數量及異動量迅速增多且運行情況復雜，迫切需要以物聯網技術為手段，實現智能電網的信息化、自動化和互動化。

　　智能電網配變電監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能如下：

　　1） 電力設備的監(jiān)測及預警

　　部署在配變電設備上的傳感器節(jié)點能夠精確采集運行環(huán)境和設備狀態(tài)信息，代替人工觀測，提供更精確的監(jiān)測結果。通過實時監(jiān)測設備運行環(huán)境和狀態(tài)信息，便于進行設備故障的早期診斷和預警，提高配變電設備預防故障發(fā)生的能力。

　　2） 電力設備檢修輔助

　　在傳感器節(jié)點上集成RFID功能，存儲設備自身的相關信息，例如設備履歷、巡視標準作業(yè)指導書等。在現場作業(yè)過程中，提供給現場人員，有利于現場作業(yè)指導和后續(xù)數據統(tǒng)計。

　　3） 電力設備記錄及定位

　　對現場工作人員的定位功能。通過射頻識別對巡查人員進行定位，監(jiān)督規(guī)范巡查人員按照預定路線行進，避免設備漏檢。

　　四、 配變電設備監(jiān)測方案

　　基于中創(chuàng)中間件的智能配變電監(jiān)控系統(tǒng)的網絡架構圖如圖一所示。該系統(tǒng)的網絡實體包括傳感器節(jié)點、固定IOT Device Agent、手持RFID讀寫器、IOT Server服務器。

　　其中，傳感器節(jié)點部署于配變電設備的安全部位，負責獲取并采樣電力設備的運行狀況以及電力設備周圍環(huán)境的信息，并具有基本的運算控制和數據處理能力。部署于巡查路線旁側的傳感器節(jié)點上需加裝RFID標簽。傳感器節(jié)點可通過配置多種不同的傳感模塊，獲知多種類型的狀態(tài)信息，針對配變電環(huán)節(jié)的電力設備監(jiān)測。

　　最基本的感知信息有：設備自身的溫度、運行環(huán)境的溫度、設備的震動、運行環(huán)境的濕度、設備的泄露電流信息等。

　　IOT Device Agent部署于配變電站內，負責變電站、配電站級傳感器網絡的全網信息匯集，并通過支撐網絡將這些信息發(fā)送到IOT Server端。IOT Server將傳感信息進行分析處理從而生成透明的業(yè)務數據，進而支撐整個配變電監(jiān)控系統(tǒng)。手持RFID讀寫器由工作人員隨身攜帶，用于電力設備的日常維護和巡查。當持有RFID讀寫器設備的巡檢人員靠近電力設備時，將主動掃描其通信范圍內的射頻信息。檢測信息可以通過核心網直接匯集到IOT Server端，或者首先匯集到Device Agent進行過濾處理后再匯集到數據中心的IOT Server端。Device Agent端具有較強的數據處理能力和完善的通信能力，負責將收集到的數據進行匯聚、過濾、聚合、判斷等處理，從而降低規(guī)模應用時的網絡負載。

　　五、 總結

　　隨著物聯網技術的不斷發(fā)展，物聯網應用于智能電網中將成為推動智能電網發(fā)展的重要手段、有助于解決電網各個環(huán)節(jié)重要運行參數的在線檢測和實時信息掌控。基于中創(chuàng)軟件中間件的信息聚合方案，能夠為智能配變電監(jiān)控系統(tǒng)提供良好的技術支撐和彈性可擴展的軟件架構。