中国智能电网的基本概念是什么？

智能电网是能够监测分析客户、电网设备及网络节点上电力流与信息流，控制电力流与信息流双向流动，实现电网自主优化运行的新型电力系统。

随着特高压输电技术以及互联网、物联网、云计算、大数据技术的发展，人们对智能电网的内涵、构架、作用的认识不断深化。国家发改委、能源局的《意见》中提到：

智能电网是在传统电力系统基础上，通过集成新能源、新材料、新设备和先进传感技术、信息技术、控制技术、储能技术等新技术，形成的新一代电力系统，具有高度信息化、自动化、互动化等特征，可以更好地实现电网安全、可靠、经济、高效运行。发展智能电网是实现我国能源生产、消费、技术和体制革命的重要手段，是发展能源互联网的重要基础。

国家电网公司对坚强智能电网的表述是：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以信息通信平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化的特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。也就是说，人可远程指挥调度解决问题，如分析问题、解决问题、发出指令的主体，构建无人值守+集中管控变电站。

可采用图扑软件构建轻量化的 3D 可视化场景，建立动态的数字化变电站模型，数字孪生变电站可视化系统。多维度呈现变电站运维场景，实现变电站运行状态实时监测，运维设备、控制系统和信息系统的互联互通。加强变电站设备的全状态感知力与控制力，增强变电站安全生产保障能力，提高运检精益管理水平。

也提供结合 GIS 地图展示所有变电站点位的解决方案，HT for Web GIS 产品的定位在于运用产品强大的可视化技术，将地理信息系统（ Geographic Information System，GIS ）的数据进行丰富的可视化展示，实现将数量庞大的变电站点位数据呈现在三维地图上。使用 GIS 的好处是可以通过多细节层次（ Levels of Detail , LOD ）的方式加载出更多地图细节，可以直接了解到每座变电站所处具体位置。

采用轻量化三维建模技术，根据变电站现场的 CAD 图、鸟瞰图、设备三视图等资料进行还原外观建模，实现可交互式的 Web 三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各设备可以响应交互事件。

概述

电网的管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展。随着计算机技术、网络通讯技术以及电力系统保护及自控技术的发展，配电室的自动化运行水平不断提高，大大减少了人为 *** 作，使配电室的无人值守逐步变成了可能，并已成为电力系统的发展趋势。传统的配电室环境监测主要是由工作人员逐个测量配电装置及巡检，结果是费时费工，既不能及时反映真实情况，也不能及时解决实际问题。针对以上问题采用配电室智能辅助控制系统，可实现了电量数椐采集、臭氧监测、 防盗监测、火灾监测、主变温度监测、门禁控制、照明控制、水位监测、视频监控、语音提示报、通风控制、空调控制、除湿控制、水泵控制、远动报、遥测、遥信、遥控等诸多功能。能在第一时间自动采集信息，并向上级远方监控管理中心发送（数据、语音、视频等）监测信息，运维人员无需亲临现场即可及时了解设备运行状态，直接对现场设备进行控制，实现了变电站（配电室）环境的“无人值守”管理。

实现目标

★为设备运行提供高度稳定可靠的监控信息资源，提供实时数据监测以及必要的远程控制、智能控制。

★实现配电所发生的故障产生故障告警，通过多种方式通知相关管理人员，及时处理，及时解决，对即将发生的故障进行预警。

★促进配电的自动化、智能化，明确管理人员的权利和责任，提高配电的管理水平，和节省运行管理费用，达到短期投资长期受益的目的。

★利用系统完善的数据统计和分析功能，为配电所管理者提供可靠地参考依据，为配电所建设与改进提供充分的决策依据。

★预留充分的扩展功能，适应发展需要，做到方便扩展、容易更改，可适应环境的变化和管理需求的多样化。

主要特点

■由智能辅助监控平台、视频监控系统、动环监控系统、网络设备、站端客户端等组成，实现了对高压开关柜带电显示、电流电压等负载运行监控、母线测温监测、电缆测温监测、环境监测、有害气体监测、安防监控、采暖通风、门禁、灯光、风机、除湿机、空调控制等功能，减少配电室粗放式管理导致成本过高，为配电动力环境提供分布式远程管理。

■配电室智能辅助控制系统可采集配电室的各项环境参数，包括电缆夹层水位、温湿度、配电室温湿度、烟感信息，并可对水泵、风机进行启停控制，及时处理险情。

■配备空调控制模块可监测空调状态并进行远程控制空调开关。

■支持有线与4G无线联网，可靠性高且配置灵活，可根据实际需要随时增加功能，并且配备触摸显示屏方便用户现场查看和 *** 作。

■内置WEB服务，方便远程运维管理。

■配备液位传感器可监测水位值。

■配备风机控制模块可监测配电室风机状态并进行远程控制风机开关。

■通过配电房门口安装的红外微波探测器、门窗安装震动探测器，配电室智能辅助控制系统可探测人员非法侵入，未通过授权卡刷卡进门后，被红外微波探测器探测到，现场配电房智能综合监控系统发出声光报，并将报信息上传至统一监控云平台和授权手机终端。各种探测器可以方便的布防、撤防，并可以自动投入或自动撤防。

■发生告时，通信监控主机可代替管理人员快速启动联动设备，及时处理告，有效预防进一步恶化。

■提供专业的数据报表功能。

■设备主界面采用7英寸工业触摸屏，给用户提供直观、方便的 *** 控界面，方便用户观察实时数据，并进行手动控制、参数设置等 *** 作。

■配电室智能辅助控制系统为配电所内各系统及设备运行提供高度稳定可靠的监控信息资源，提供实时数据监测以及必要的远程控制、智能控制。

配电室智能辅助控制系统的监控内容

■动力监控：

遥测：市电交流220/380V电压、直流48V设备用电电压。

遥信：各种电压的上下限告警。

■配电所环境：

遥测：各房间的温、湿度、氧气、臭氧、SF6、烟雾、液位等状态。

遥信：温度过高、湿度过高、温度过低、湿度过低，气体泄漏状态，地面浸水状态，烟雾的探测、房间的非法闯入等。

■配电所设备监控：

遥测：监控风机、水泵、除湿机、空调等设备的运行状态与参数。

遥控：并可通过软件在系统上或通过网络远程控制设备开关状态。

■配电所视频监控:

遥测：通过视频图像监控配电所环境情况。

应用范围

配电室智能辅助控制系统应用于变电站，当电力设备出现故障或现场发生异常时（如:设备短路、电缆温度过高、进水、非法闯入等），能在第一时间自动采集信息，并向上级远方监控管理中心发送监测信息（数据、语音、视频等）和报信息。运维人员无需亲临现场即可及时了解设备运行状态，直接对现场进行监听、监视，对变电站内的供电提供了可靠保障。

配电室智能辅助控制系统配置方案表

■摄像头、硬盘录像机：通过视频图像监控现场环境情况。

■双鉴红外传感器：监测配电所人员进出状态。

■烟雾传感器：监测配电所烟雾状态。

■液位传感器：监测水位值。

■温湿度传感器：监测环境温度、湿度。

■六氟化硫探测器：监测环境六氟化硫浓度。

■氧气探测器：监测环境氧气浓度。

■臭氧探测器：监测环境臭氧浓度。

■照明控制模块：监测灯光照明状态、远程控制照明设备。

■除湿机控制模块：监测除湿机状态、远程控制除湿机开关。

■风机控制模块：监测风机状态、远程控制风机开关。

■水泵控制模块：监测水泵状态、远程控制水泵开关。

■空调控制模块：监测空调状态、远程控制空调开关。

摘 要：本文以变电站智能监测为背景，探讨数据处理系统的设计和开发。主要介绍了智能监测与辅助控制系统的开发平台和关键技术，及其数据处理的流程和处理过程。并对以后数据处理的发展进行了展望。
关键词：智能监测与辅助控制；数据处理;通信网关
引言
智能监测与辅助控制系统主机系统包括三部分：通讯网关、客户端、Java主机应用平台。通讯网关724小时运行，用于采集各子系统数据和转发主机控制命令；客户端用于系统初始化时配置图像信息并提供视频、实时数据、告警数据及手动处理功能；Java主机应用平台724小时运行Web服务器，负责加工处理通讯网关采集的数据并提供控制命令，能通过IE查看实时数据、告警数据，同时提供实时数据、告警数据给客户端。
数据处理是Java应用平台的核心内容，是客户端、IE展示实时数据和告警数据的基础，是主机系统实现智能联动转发控制命令给子系统的处理核心。数据处理根据知识库配置信息，串联数据访问服务，从而达到加工处理通讯网关采集上送数据，提供处理后实时数据、告警数据、控制数据的功能流程。
1智能监测与辅助控制系统
11智能监测和辅助控制系统子系统
变电站配置的图像监视、安全警卫、火灾报警、消防、给排水、采暖通风等系统，它是由特定的软硬件组成的，能够完成监视和一些辅助控制功能的系统。
智能监测子系统英文命名Intelligent SubSystem，简称ISS。
12智能监测和辅助控制系统主机系统
部署于变电站和集控站，基于物联网技术的变电站智能监测及辅助控制系统的管理系统，由数据服务器、应用服务器、通讯网关以及运行于这些硬件平台上的软件系统组成。通过传感网测控平台接收各子系统的数据，存储并实时展现出来；评估变电站的运行状态，自动判出各类异常情况，执行判断结果，实现辅助系统间的协调联动，消除异常情况造成的影响；监测辅助系统的运行状态，执行远方集控中心的各项命令。
13通讯网关
属于主机系统的一部分，本身是嵌入式计算机；部署在变电站或者集控站，能以标准通讯方式连接本地的各个子系统，接收各子系统的数据，并能对子系统进行控制。
通讯网关英文命名：Communication Gateway，简称CGW。
2数据处理的内容和流程
21数据处理的内容
数据处理包括三部分内容：知识库、数据访问服务、数据处理专家。知识库用于提供监测类型、监测类型参数等基础信息的配置，数据访问服务是数据处理的数据来源和最终去处，数据处理专家是数据处理的核心。
22数据处理的原则
数据处理设计遵循标准性、独立性、扩展性、实用性设计原则。
221标准性
规范和标准是信息化建设的重中之重，是信息化成熟和发达程度的集中体现。知识库是智能监测与辅助系统标准化和规范化得集中体现。
222独立性
将知识库、数据访问服务、数据处理专家从数据处理中分离开，解耦设计实现各部分的独立性。
223扩展性
随着物联网在线监测技术的不断发展可以进行相应扩充，满足智能监测与辅助控制系统持续发展的要求。
224适应性
面向实际应用，降低复杂度，考虑与综自动化等相关信息系统的接口。
23数据处理流程图
数据处理主要有以下几部分组成：数据访问服务、知识库和数据处理专家。
数据处理流程如下图所示：
图1数据处理流程
Fig 1 Flow of Data
图 2 数据处理流程图
Fig 2 Flow of data processing
3数据处理过程
31知识库
实现监测类型、监控类型参数、监测类型版本、模型参数、监测模型版本、告警规则、控制规则、控制命令等的灵活配置。保证系统的良好扩展性、灵活性。
主要有以下功能模块:变电站、变电站监测类型、监测类型、监测类型参数 监测类型参数版本、告警规则配置(根据参数配置)、告警点规则配置、命令配置 控制规则配置。
32数据访问服务
数据访问服务Java主机应用平台开发给客户端和通讯网关的一个数据访问接口，为客户端和通讯网关提供数据访问的服务。服务内容主要包括下面几个大类：通讯网关采集监测数据的存储、通讯网关采集状态量数据存储、通讯网关检索控制数据、通讯网关回执控制执行；客户端读缓冲区实时监测数据、客户端读缓冲区实时状态量数据、客户端检索告警数据、客户端写手动控制数据等。
33数据处理专家
数据处理专家将知识库和数据访问服务串起来，加入处理逻辑实现数据处理核心。
331数据解析
数据解析包括两部分解析：通讯网关交互数据串解析，客户端交互数据串解析。
需要解析的数据串包括root节点和data节点两部分。
解析root节点数据信息获取公共部分信息，如站、子系统、数据类型等。
解析data节点数据信息获取实时监测和变位事件数据信息。
332告警处理
根据告警规则配置及接收的实时监测数据，处理后获取告警信息。
告警处理：一、针对监测数据根据点告警规则或参数告警规则进行告警处理得到告警信息(需要结合综合点表找到告警数据点号)；二、子系统上送的告警事件(需要结合综合点表找到告警数据点号)。
333控制处理
根据控制规则配置、控制命令及接收的实时监测数据等，处理后获取控制信息。
控制处理：一、针对监测数据根据控制规则进行控制处理得到控制信息(需要结合综合点表找到控制数据点号)；二、子系统上送的告警事件根据控制规则进行控制处理得到控制信息(需要结合综合点表找到控制数据点号)。
334数据访问
通过数据访问功能，可以将告警、控制、状态量等信息存入数据库及数据缓存区，并进行相应的日志记录 *** 作。
4 展望
进入2010年,电力通信行业的数据处理信息化步伐加快,步子更加坚实。在充分调研的基础上，电力制定了集团公司企业的信息化建设规划和实施计划。总体看信息化建设规划，有别行业的各企业于过去的期间制定的信息化规划。应当说，电力企业的数据处理的科学性、安全性上表现突出，在项目建设上又很具体，具有可 *** 作性和有效性。数据处理的设计与发展对电力企业的信息化发展发挥重要作用。它的实现，将会为数字化电网和信息化企业的形成起到巨大的推动作用。
参考文献
[1]孙军平,盛万兴,王孙安新一代变电站自动化网络通信系统研究中国电机工程学报,2003,23(3):16-19

---