低压配电在泛在电力物联网下的发展前景

今年3月,国网公司在北京召开“泛在电力物联网”建设工作部署会议。国网公司董事长寇伟指出:当前,国网最紧迫、最重要的任务就是加快推进泛在电力物联网建设!

泛在电力物联网就是围绕电力系统的各环节,充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术实现电力系统各环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理等特征的智能电力能源系统!广泛应用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、边缘计算等信息技术和智能技术!

到2024年全面建成泛在电力物联网,全面形成共建共治共享的能源互联网生态圈。

那么,在这个大的背景下,低压配电设备作为整个配电系统的末端部分,该如何实现互联互通、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理等特征以适应泛在电力物联网需求?

低压配电设备里最主要的产品就是框架断路器和塑壳断路器,我们将以框架断路器为例,简单描述下未来产品的发展,不仅仅只是面对泛在电力物联网,更是面向未来!远程实时监控,诊断,维护,操作,设置这些当前比较高端的功能,也将成为未来低压配电产品的标配!

一、状态全面感知:

未来产品,不仅仅需要感知断路器本身的机械状态,采集电气参数信息,还需要感知环境物理信息,例如:

1. 安装地点的位置信息,三维位置信息等

2. 安装位置的温度信息,湿度信息,灰尘颗粒,甚至PH值信息

3. 与外界连接处及内部安装的力矩感知信息

4. 产品本身的固有机械状态信息及故障诊断

5. 附件状态感知及故障预警

6. 操作机构的声波指纹故障预警

7. 电压,电流,功率,频率,谐波,功率因数等电气参数测量

8. 智能控制器的自适应设定及预警

二、万物互联互通:

当前,低压配电设备最常见也是使用得最多的通讯协议是Modbus RTU,其弱点之一便是传输速率!但实际上,未来万物将互联互通,便需要低压配电设备去面对各种不同的设备和不同的通讯协议,那么,如何开发对应的通讯模块值得我们思考,目前比较主流常见的协议如下:

1. Modbus RTU

2. Modbus TCP/IP

3. DeviceNET

4. EtherNet IP

5. IEC 61850

6. Profibus-DP

7. Profinet

当然,还有近场的NFC,蓝牙,USB,WIFI等通讯方式,特别应该注意的是国家大力发展并且传输速度极快的5G,这将大大提高通讯的实时性,更加逼近真实状态!同时,无数终端设备的接入,将产生爆炸性增长的海量数据,这也将对数据传输速度和带宽提出极高的要求!

三、信息高效处理:

在特定的设置条件下,框架断路器即使在停止工作的时候,自身也会时刻采集各类数据,更不用说运行状态时,采集海量的电气参数数据了。

面对这些杂乱无章、毫无规律的大数据,大部分都是没有什么价值的,那么框架断路器自身必须具备高效的数据计算能力和信息处理能力,将处理后的重要数据再传输到云端!

当然,边缘计算不是为了代替云计算,而是作为云计算的一个补充!因为边缘计算后的结果还是会全部或者部分发送到云端进行存储分析

那么对框架断路器而言,控制器除了最基本的保护功能外,还需要具备:

1. 可靠的布局设计,电磁兼容

2. 高效高速,可靠芯片选用

3. 高精度的测量能力

4. 数据信息分析处理能力

5. 能效管理及处理能力

6. 边缘计算能力

7. 最为重要的是具有较高的网络安全防护能力。