华为助力国网山东电力建成全国首个物联网试点配电室

构建“泛在电力物联网”成为国家电网有限公司当前最紧迫、最重要的任务。国家电网2019年1号文件明确提出,着力构建能源互联网,让承载电力流的坚强智能电网与承载数据流的泛在电力物联网共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网,并具体要求“探索建设以智能配变终端为核心的配电物联网示范区”。

国网山东省电力公司2019年两 会报告中强调“树立泛在电力物联网‘山东样板’”,山东公司当前公司最紧迫、最重要的任务就是加快推进泛在电力物联网建设,率先开展配电物联网建设体系的应用实践。华为公司积极响应,将最先进的“大云物移智”等ICT技术,与新一代电力系统深度融合,探索物联网技术在配电业务场景的适配,通过统一的物联网平台来接入各类智能终端,统一接入终端的数据模型和接入方式,实现各类终端设备的即插即用,助力山东公司在配电领域先行先试、开拓创新。

山东公司物联网试点配电室工作于2019年1月启动,结合山东配电网的业务需求,华为联合山东电工电气、许继、鲁软等合作伙伴为山东公司提供配电物联网解决方案,共同探索“云、管、边、端” 国家电网顶层设计架构的落地方案,利用物联网技术,满足配网业务的灵活、快速发展和安全生产的需求。

3月25日,山东济南汉峪金谷物联网试点配电室完成改造升级,标志着国网山东省电力公司率先建成基于配电物联网技术的配电室,真正实现了“云、管、边、端”配电物联网技术体系的落地应用,配电物联网新技术方向取得关键突破。

构建以智能配变终端为核心的低压配电物联网,可实现进/出线柜开关、分支箱开关、局放、分布式电源、充电桩等各类低压端设备便捷接入,在全面采集电气量、状态量、环境量量信息基础上,进一步实现低压配电网本地自治,助推低压配电网管理模式由“生产主导型”向“服务主导型”转变,提升以客户为中心的“本质服务”水平。

云化主站实现弹性扩展,应用快速上线

新一代配电自动化主站引入云化架构的物联网平台技术,实现对配变终端的云化、弹性管理,支持百万级设备接入与智能运维管理;构建物联网平台,满足大容量、高并发数据采集与处理要求,实现海量物联网终端的有效接入;主站应用微服务,实现配网应用需求的灵活扩展、快速迭代;基于大数据分析与人工智能,深度融合多专业、多业务数据,实现配电网运行状态全面感知、数据融合及智能应用。

物联组网实现“零接线”建网,异构协议本地终结

通信网主要包括远程通信网和本地通信网两部分,远程通信基于4G公网,永远在线技术满足物联网平台与边缘节点之间高可靠、低时延、差异化的通信需求;本地通信基于IP化宽带载波和微功率无线,建成了低压台区“零接线”通信网;本次验证MQTT和CoAP的应用场景和适用性、边与端实现低延时状态采集和实时控制、边与云实现面向“主题”发布和订阅的数据共享和交互;通过物联网智能通讯单元实现海量异构协议的本地终结,成功解决设备类型与数量多、安装位置分散、布线困难和施工停电等问题。

边缘计算实现低压台区就地决策,边缘自治

智能配变终端采用边缘计算EC-IoT架构,基于硬件平台化、软件APP化理念,APP按需配置,实时下发,设备功能按需扩展,实现对低压台区设备信息全采集,进行本地分析,与主站配合实现端云协同,提升站端协同处理能力。

依托智能配变终端的容器和边缘计算能力,建立配电设备标准模型与数据存储标准,优化APP应用软件架构,实现多源数据的融合共享;研究本地智能决策分析算法及APP应用开发,实现故障研判、运行分析、负荷预测、设备联动、风险预警等高级应用;建立云-边高效协同机制,实现关键数据实时交互、全量数据定期备份,避免海量终端对云主站带来的数据压力、带宽限制和计算性能不足等问题。

末端终端通信协议归一化,实现全景可视、全景感知

本次试点落地智能“端”设备的自描述信息模型及服务接口定义规范,统一信息模型,归一化末端终端通信协议,实现低压配电的终端管理由盲管向可视化演进。通过智能设备内置轻量级物联网操作系统LiteOS,统一物联网协议标准,适应宽带载波、微功率无线等多种物联网通信技术,实现低压设备物联网全覆盖,电气量、运行状态量、环境量的全感知。

“云、管、边、端”配电物联网技术的落地应用,在低压配电台区数据交互支撑、设备智能管控、多业务融合和智能决策等方面,可解决目前配电专业的痛点和难点问题,实现其停电的主动感知、故障的主动抢修、低压拓扑的自动生成,有效提高建设和运维效率,以低成本的方式快速实现功能改造与业务调整,适应能源互联网的快速发展需求。

未来,华为公司将一如既往,联合生态合作伙伴在配电自动化主站云化和物联网化、台区设备的智能化技术方面展开更加深入的研究,助力山东公司统筹推进配电物联网示范区建设。同时,打造配电物联网生态系统是个长期的过程,需要多方参与,并且创新出健康的自我生长机制,在不断解决了一系列关键技术问题的同时,实现运营管理模式创新,从而确保生态中的每一方持续快速发展。通过物联网试点配电室关键技术验证,打造出配电物联网的生态系统,最终实现军团作战,以阳光合作实现客户、伙伴、华为的多元共赢。