基于泛在电力物联网技术的继电保护信息应用研究肖德云--中国期刊网

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基于泛在电力物联网技术的继电保护信息应用研究肖德云

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：肖德云

[导读] 摘要：电网运行方式具有一定的复杂性，同时非正常运行方式也逐渐增多。

        云南文山电力股份有限公司云南省文山市 663000
        摘要：电网运行方式具有一定的复杂性，同时非正常运行方式也逐渐增多。在这样的背景下，电网安全稳定问题愈发增多，系统当出现故障以后，造成生产管理以及决策部门，不能得到事故信息资源，在一定程度上讲，不能确保管理效率。基于这样的情况，作为保护管理部门应利用科学的方式，有效管理全网二次设备。电网在出现故障以后，继电保护人员应了解故障信息，并判断故障出现地点以及性质等，最终利用相关对策防止事故扩大，降低故障是十分重要的。
        关键词：泛在电力物联网；技术；继电保护；信息应用
        1泛在电力物联网系统简介
        1.1体系架构
        泛在电力物联网是能源互联网建设中电力物联网的进化发展形态，泛在电力物联网通过广泛布置末端感知节点，将物联网数据来源由电网侧扩展至发电侧与用电侧，并将温度、湿度等外部环境数据与市场报价、结算价格等交易数据纳入所采集的数据类型中，通过获取及共享电力生产、传输与利用全环节、多类型数据，实现对整个智慧电力生态圈内外的全面感知。泛在电力物联网包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构。感知层主要解决数据的采集问题；网络层主要解决数据的传输问题；平台层主要解决数据的管理问题；应用层主要解决数据的价值创造问题。
        1.2工作原理
        感知层是泛在电力物联网的基础，由状态感知和执行控制主体终端构成，其利用传感技术、芯片化技术，实现对电力系统运行、用户用能、市场交易及外界环境等基础数据的监测、采集与感知。感知延伸层在向泛在电力物联网云平台上传监测数据的同时，作为设备调度运行指令的末端执行单元，亦可接收云平台及智能网关下发的操作指令信息，实现终端设备的自动响应。
        网络层是感知层与平台及应用层之间的数据传输通道，能够将感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送，实现更加广泛的互联功能；网络层由本地通信网和远程通信网组成，其中本地通信网通过局域短距离通信技术，实现海量感知节点与边缘计算节点之间的灵活、高效、低功耗的就地通信；远程通信网是依托移动网络、卫星通信、LTE电力无线专网等广域通信技术，支持边缘计算节点与泛在物联网云平台之间的高可靠、低延时、差异化通信。
        2继电保护信息的应用
        2.1应用目标
        应从变电站工程需求为主要出发点，基于泛在电力物联网技术继电保护信息应用为主，应物联网技术以及继电保护优化运行进行有效的结合，这样才能确保多源信息的交互。以目前继电保护二次设备在线监视为核心，在物联网技术利用下，能够进行数据采集以及实时传输，还能进行智能分析，进而形成数据自动化管理模式。不仅掌握继电保护设备状态，还能进行研判评估。以效率提升为主，构建出分布式继电保护管控体系，进而给继电保护运行带来一定的便利。具体包含以下几点内容：（1）有效管理全网继电保护在线监测信息，并远程监视实时想信息，确保专业人员能够对继电保护设备状态进行有效控制。（2）有效巡检继电保护运行系统，能够实现定值以及压板状态等校核工作，并对运维人员人工巡视核对工作进行解决，例如容易出现问题，减少运维工作量。（3）有效筛选电网故障数据，生成分析结论报告，确保专业人员能够准确分析，并对上报电网事故进行处理，是一种十分便利的手段。
        2.2应用范围
        基于泛在电力物联网技术的继电保护信息应用的开发将对电网调控运行人员、继电保护专业管理人员以及继电保护专业检修、运维人员带来极大的便利，其应用范围主要包括：（1）调控运行人员开展的电网日常操作指挥、事故处理及设备异常处置工作；（2）继电保护专业管理人员开展的事故分析、设备异常分析及其他相关技术管理工作；（3）继电保护专业检修人员及运维人员开展的日常巡视及缺陷处理工作。

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        3方案实现
        3.1设备数据采集与监控
        对于继电保护设备，全景式数据采集主要用于实现设备采样值和软压板的远程数据采集和在线监测。
        3.2设备专业自动检测
        继电保护装置主要采用专业自动检测和定期自动检测，实现定值区号和开关量的校验功能。根据预设的检查规则，保证保护装置动作定值和硬压板的完成，从而提前发现保护装置的动作故障，为保护装置的状态检修提供必要的数据保障。
        3.3电网故障的综合分析与处理
        对于电网故障的分析和处理，需要在D5000平台界面上获取电网模型和图形信息，保证主、二次设备和图形的相关性，并与平台主设备开关位移信息相结合。只有这样才能保证维护信息的智能过滤和保护动作的自动对应。同时为智能报警提供相关保护结论报告，最终实现数据平台共享。根据国家电网公司数据管理要求，对故障电流和故障位置进行检查，并进行全面描述，形成故障分析报告。这样可以满足应用方便的实际需要，及时诊断故障，生成故障分析报告，提高专业人员的故障判断能力。
        3.4便携式移动终端信息发布
        便携式移动终端用于发布全网设备整体运行情况、电网故障分析报告、继电保护专业检查、设备异常报警、设备运行状态等多源信息。全网设备的整体运行情况是以图形化的方式显示全网站点概况、设备接入及通道、地理导航和最新电网故障报告电网故障分析报告是实时显示系统的电网故障报告信息整个网络，包括故障时间、故障设备、故障类型、故障性质、故障位置、故障时保护动作、录波波形等；继电保护专业检查是软压板，保护装置整定值、开关量与自动检测参考值不一致设备异常报警信息包括异常报警、频繁中断、频繁启动等异常结果信息；设备运行状态信息是指设备全景状态按区域、厂站、设备进行分层可视化显示，将设备面板灯、报警灯板、动作灯板、压板状态、设置区域集成为一屏，用于显示和了解设备运行情况由专业人员对设备进行测试。
        3.5安全防护
        安全防护主要是保证数据源、专用通道和专控终端的安全，其中保证数据源安全的方式是移动终端信息基于III区WEB服务器发布，II、III区间通过单向隔离装置进行隔离，不会对生产II区带来任何影响；专用通道的安全是由电信公司为各省电力公司提供的专用Apn通道及专用服务器实现移动终端的接入；专控终端的安全是采用经过入网测试的专用移动终端，带专用加密TF卡（带数字证书）及电信公司提供的适用于其APN通道的专用SIM卡，信息安全接入平台是根据《国家电网公司移动应用指导意见》（国家电网信通[2016]251号），由信通公司统一建设的安全平台，供物资、营销、检修等各业务部门相关移动作业应用，具备对移动终端的注册、审核、激活、使用和注销的全过程进行管理；提供完善的终端安全策略配置功能，确保公司应用和数据的安全性；移动应用管控平台是实现对应用APP的管理，供经安全接入平台注册登记过的移动终端设备进行应用下载。
        结论
        本文指出了泛在电力物联网功能概念，并介绍继电保护信息运用实现，实现方案。提出工程应用，继电保护信息应用系统，不仅能够提高管控水平，还能确保继电保护运维工作具有较高的效率。
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