浙江正泰电器股份有限公司 浙江温州 325600
摘要：电力网络技术的广泛应用给人们的生活带来了很多便利和工作，但由于后期开始的技术，应用程序场景不够宽，和物联网应发挥关键作用的顺利发展，发电、传输、变配电环节。
关键词：低压配电；物联网；断路器；智能运维
1基于物联网技术的智能配电网运维系统
1.1信息管理系统主站及终端
（1）数据存取模块
数据存取模块由3个部分组成：数据采集、数据传输以及信息读取。数据采集：依靠如RFID、GPS等传感器采集设备的信息数据，然后对其信息做简单的处理。数据传输：依靠3G、4G以及5G网络把模块采集到的信息传输到系统主站。信息读取：运维员使用主站系统读取、录入设备相关信息后建立数据库，录入信息（如生产厂商和日期、历史工况、设备名称和型号等）。
（2）终端运维模块
在运维现场中，运维员于巡视功能模块中填入巡视结果。巡视功能模块具备以下功能：将录入点的地理位置和时间自动记录下来、对现场运行工程状况及缺陷进行拍照记录等。与此同时可通过读取各个设备的独特二维码，获取设备的详细信息。
（3）报告生成模块
传统巡视记录或报告的生成是依靠人员记录数据后再录进生产管理系统，耗时又耗力。此系统在终端系统里存有固定的巡视报告模板，巡视人员直接在现场填写，随后自动传输到主站保存，无需二次操作。同时，主站对运维信息及设备信息进行统计，定期定量定时生成设备评价报告，进一步减少人力、时间，提升了工作效率。
1.2在线监测模块
在线监测功能能够及时发现设备装置潜伏性缺陷，以避免其产生故障及重大事故。本系统具备拓展功能，可与温度测量传感器、输电线路防外力传感器以及色谱监测传感器等联接。考虑到不同种类的在线监测模块有着不同的特点，若要集成与之相应功能的在线监测设备，需另外单独安装匹配系统模块。
1.3拓展集成智能辅助监控
通过视频监控模块实现对配电站的防盗、防火等方面的安全监控，同时具备触发警报、消防系统启动等保护功能，有利于运维员及时了解配电站防火防盗信息，然后采取合理的处置办法。
2云控平台及大数据分析应用
2.1低压配电网智能云控平台
低压配电网存在着数据结构不够完善、配网运行环境复杂等问题，本研究采用智能开关完成配网关键节点数据采集，并运用智能传感、信息传输、云计算和大数据分析等技术构建智慧供电云平台系统，通过智能开关对变压器二次侧、关键配电线路、用户端等节点数据的有效采集，云平台系统对实时数据进行分析处理，实现配电网精细化管理、透明化运行。
2.2基于大数据的分析配电网运行状态评估
2.2.1建立运行状态评估指标体系
低压配电网运行状态评估指标大致分为4类：安全性评价指标；可靠性和供电质量评价指标；经济性评价指标；供电能力评价指标。
2.2.2提取运行状态评估主成分指标
在运行状态评估指标体系中存在着以下问题：指标变量数目繁多；建立模型与计算工作比较复杂；众多指标中存在一些冗余的信息，影响分析的进程。在实际运用中，通常采用主成分分析法，通过方差或者离差平方计算各个指标的计算量，删除重复的、相关性高的指标，将相关性低（包含大部分原有信息）的运行状态评估的可靠性指标提取出来，找出影响系统运行状态的元件、区域以及相关环节，从而减小评估范围。
2.2.3挖掘获取影响主成分指标的因素
数据挖掘是一种在大量广泛数据中挖掘出所需信息的技术方法。本研究使用关联分析挖掘方法，关联分析是发现数据间关联规则的一种数据挖掘模式，通过挖掘配电网的异构多源数据，得到主要影响因素。然后将主要影响因素输入预测模型中，加快预测速度。通常关联规则存在的可能性由永置信度来表示，置信度越高，其存在的可能性越高。通过寻找“影响因素-运行可靠性指标”的“强规则”，能够获得影响运行状态的主要影响因素。
2.2.4人工神经网络进行运行状态预测
配电网运行状态预测是在历史数据以及实时大数据的基础上，对未来的可行性指标参数进行预测。根据长期运行现场所记录留下的运行状态指标，得到配电系统的运行状态指标值，考虑到预测的复杂程度，很难在影响因素与运行状态指标值之间建立起精确解析模型。本研究采用人工神经网络方法对运行状态进行预测，流程图如图1所示。
3智慧设备运维的应用
3.1设计思路
智慧设备运维的设计思路，包括：
（1）设备管理信息化
通过3D建模、物联网等关键技术实现物流企业对设备管理环节“全面感知、全面覆盖、全程控制，全面提升”的目标，以先进的物联网技术为依托，利用高度信息化、集成化、智能化的设计理念与架构，为企业设备管理提供闭环运行的信息管理系统，从而达到企业降本增效的目的。
（2）物流系统智能化
对堆垛机、AGV、输送机等设备并行集成、并行采集，实现每个子系统能够独立运作而且顶层能够实现策略的管控，减少设备系统之间的耦合度，在各个子系统之间通过3D系统进行联结，在平行串联的基础上实现整个系统的智能化、柔性化，达到高内聚、低耦合。
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图1基于人工神经网络的预测流程
（3）设备维护智能化
在设计中增加了感知层设备，一方面为未来工业系统的发展预留优化空间，使其尽可能长的适应现代化工业系统，从而延长系统寿命；另一方面进行设备的大数据采集和分析，配合3D可视化系统做到：系统和元件的生命周期管理、异常数据分析预报警、故障处理方案自动生成，提升系统维护智能化水平，从而大幅提高设备生命过程的预见性，达到“上医治未病”，确保设备的稳定及低成本运维。
3.2技术路线
全面、高效、便捷的数据中心3D可视化系统是集3D建模、三维场景仿真、视频监控、查询目标跟踪、二三维联动与Web发布于一体的三维监控系统软件。用户通过计算机生成的虚拟模型，可对数据中心一切的物理对象进行查看、交互与分析，有效提升信息交互的效率。
3.3智慧设备的运维功能
（1）建模管理
将“三维空间”和“虚拟数据”高度融合，能采集实体物流过程的实时数据，将物流过程、设备运行情况虚拟化，并且在虚拟环境中跨各类专业集成展示，完成实体信息、经流程数据的无缝结合，达到信息充分共享，有利于实时监控，降低损失，减少开支，提高生产效率，实现可视化实时监控，为企业打造智慧型生产工厂。
（2）数据采集
采用边缘计算微服务器进行设备数据采集，支持大约120种工业协议，包括在工业自动化领域经常被各个厂家使用的Modbus协议、物联网中经常用到的MQTT协议、Profibus协议等，采集速率最快可以达到50ms/次，实际采集速率应用看现场情况而定，用户可用配置项中更改采集速率，以便满足不同设备的采集需求。
（3）物流监控
通过数据采集系统，将设备的运行数据实时采集。并进行数据过滤和分析，然后通过后台通讯分发到系统平台的各个模块中。进行模拟反映企业的生产过程、设备运行情况、质量跟踪状态实时虚拟化，实现企业车间生产过程的实时监控。
（4）故障提示
通过对在线实时数据或离线的历史数据进行分析与处理，对报警数据在指定的时间段内做触发运算，包括最大、最小、平均值、次数、时间等统计分析运算。一旦监测到设备故障或系统运行参数越限时，会第一时间通过故障数据发布APP方式推送，通知到相关责任人以便及时处理。
结束语
针对配电网运行管理的最终优化问题，通过在线监测技术与智能算法的集成，构建一种基于多功能集成互联网的配电网断路器智能运行系统，实现智能化监控和运行优化管理，有针对性地加强运行工作，提高系统的工作效率，保证系统安全稳定运行。
参考文献：
[1]陈培国，管瑞良，陈平.融入物联网技术的新一代智能低压断路器[J].电世界，2019，60（6）：5-7.
[2]刘林山.泛在电力物联网下配电微型智能断路器技术及应用[J].农村电气化，2020（1）：38-40.