基于多层架构的台区智慧物联体系架构设计.pdf
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1、信息技术 年第 期基于多层架构的台区智慧物联体系架构设计于 凯 崔 伟 刘雅男 康 伟(国网山东省电力公司济南市章丘区供电公司 济南)摘 要:针对常规技术中的计量生产管理平台不完善、数据处理滞后等问题提出了新型的计量生产管理平台 构建出包括数据层、访问层、计算层和应用层的分布式多层架构还设计了包括计量客户服务层、计量业务处理层、计量工作质量监控层和计量调度层的计量生产调度数据管理平台实现不同计量业务的管理满足用户的多种需要 文中研究融入了大数据处理算法应用 算法实现不同类型数据的分类通过构建 算法模型实现电能计量故障数据的诊断 试验表明文中研究的方法数据处理能力较强工作效率较高误差较低关键词:
2、计量生产管理平台 分布式多层架构 算法 算法 计量业务中图分类号:文献标识码:文章编号:():./.作者简介:于凯()男硕士工程师研究方向为电力自动化、大数据算法研究 ():.:引 言在配电领域目前智能化、物联化、网络化程度较差整体服务能力低下造成传感网技术无法满足业务需求在线监测系统应用成本居高不下等问题目前涉及的采集测控主站有面向中压配电网的配电自动化主站和面向低压配电网的配电自动基于多层架构的台区智慧物联体系架构设计 于凯 等化主站按照是否在地市级部署分情况分为“”“”和“”三种建设模式 相关文献对此问题也有相应的研究文献基于 的云化物联体系架构的设计该方法能够增强网络自动管控的能力实现
3、底层网络设备对上层应用的透明但该网络架构在运行速度上存在着缺陷文献基于泛在智慧物联体系的设计该方法能够实现在线升级和数据共享降低一线运维投入提高终端智能管控能力但该方法存在着远程服务功能少的问题针对上述问题本研究基于多层架构的台区智慧物联体系架构设计了多层架构平台包括应用层、平台层、网络层、感知层四层结构采用、微功率无线等通信网络实现设备状态全方位感知与需求快速响应还对通信网络架构、应用设备部署结构进行了设计针对智慧物联体系的故障问题利用优化的相关向量机算法进行对多层架构台区智慧物联体系的故障预测实现故障预测模型的可靠性 多层架构平台设计本文研究的多层架构台区智慧物联体系由“应用层、平台层、网
4、络层、感知层”四层构成 应用层包括配电站房动环系统、用电信息采集系统、配电自动化 区站等业务应用系统平台层包括企业中台、统一视频平台和物联管理平台网络层包括远程和本地通信网感知层指台区融合终端和各类末端感知单元 多层架构平台的结构图如图 所示台区智慧物联体系中建设的主要内容是电网资源业务中台、物联管理平台和台区融合终端实现业务数据通过业务系统传送至电网资源业务中台、物联管理平台、台区融合终端及末端智能感知设备感知层包括边缘物联代理及终端传感层采用、微功率无线等通信网络 具有高灵敏度、应用范围广和分析速度快的特点实现将传感器层采集的数据统一汇聚至台区融合终端内满足传感层和节点设备单点接入、链式分
5、布多态组网需求 同时利用台区融合终端边缘计算框架实现一定范围内传感器数据的汇聚、边缘计图 多层架构平台结构图算及回传、区域自治满足数据实时采集、即时处理、就地分析“末端传感层”主要由微功率/低功耗无线传感器、常规无线传感器、有线传感器等监测装置组成主要对电网设备的运行状态、环境数据、可视化信息、作业信息进行采集实现设备状态全方位感知与需求快速响应网络层由无线网(公网 和电力专网)、有线电力光纤网和相关网络设备组成 通过扩大电力无线专网试点及业务应用、进一步优化骨干传输网和数据网满足设备管理专业业务处理实时性和带宽需求为设备侧电力物联网提供高可靠、高安全、高带宽的数据传输通道平台层主要由物联管理
6、平台、电网资源业务中台组成 将设备管理专业业务、数据、物联等共性需求沉淀封装成共享服务支撑前端应用创新电网资源业务中台将具有共性特征的业务沉淀形成企业级共享服务中心为公司核心业务处理提供共享服务包括电网资源业务中台、客户服务中台、项目中台等 物联管理平台是连接终端和业务应用的枢纽支撑物联管理业务的设备接入、管理、控制负责物联感知终端的实时感知、实时控制、汇聚分发实现源网荷储协调统一基于多层架构的台区智慧物联体系架构设计 于凯 等应用层主要为各专业业务应用主站系统组成 基于物联管理平台提供设备监测、设备管理、应用管理等功能接口来实现各类智能设备的有效管理 利用电网资源业务中台和数据中台微服务共享
7、来构建配电台区管理和运维的智能化体系 关键技术研究.通信网络架构设计配电台区智慧物联体系建设典型通信组网包括远程通信网和本地通信网两段采用的网络有光纤/无线专网、有线、宽带载波和微功率无线通信网络架构设计如图 所示图 通信网络架构设计 配电台区智慧物联体系信息安全防护方案应同时满足营销、设备专业的信息安全要求同时兼容台区融合终端和早期同类产品安全接入可覆盖物联体系的各个环节 基于业务系统目前现状结合各专业业务和系统建设情况以及未来发展规划配电台区智慧物联体系总体信息安全防护方案可分为“目标”和“过渡”两种架构进行衍进 在台区融合终端内置安全芯片或软件 具备统一 证书体系业务 通过边缘侧的安全接
8、入组件对接安全接入网关后接入物联管理平台不再直接接入业务系统 物联管理平台将终端上报数据汇总分发至供配电自动化系统、用采系统业务系统本地通信网主要满足台区融合终端与低压末端感知单元之间的通信需求因配电台区业务种类、设备类型、部署方式等不同因此本地通信网对通信网络带宽、容量、实时性、可靠性、安全性等要求存在较大差异 低压配电台区本地通信网宜以 有线、为主并结合配电台区业务的实际需求因地制宜选取微功率无线等辅助通信方式远程通信网主要满足物联管理平台与台区融合终端之间高可靠、低时延、差异化的通信需求具有数据量大、覆盖范围广、双向可靠通信的特点 低压配电台区远程通信网以 为主并可根据配电台区光纤网络、
9、电力无线专网覆盖情况来灵活切换选择等.应用设备部署结构设计针对上述通信能力柱上变台区智能物联感知设备部署结构可分为中压侧、配变侧、低压侧、线路侧和用户侧五个层级各层级感知数据及信息都应统一汇聚至台区融合终端内进行本地数据基于多层架构的台区智慧物联体系架构设计 于凯 等计算及分析应用 柱上变台区设备部署结构图如图 所示图 柱上变台区设备部署结构图中压侧包括配电台区 架空线、熔断器信息感知可安装母线状态、熔断器状态等感知设备主要通过微功率无线通信方式接入台区融合终端实现对熔断器电压、电流、开合状态等信息的监测 传感器宜采用内置电池无源信号发送免接线、易维护配变侧包括配电变压器可安装变压器传感器、柱
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