智能配电房改造

行业趋势

智能电网建设是我国在能源领域的重要战略部署，逐步推动我国电力基础生产模式的改变，定位于利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的国际领先、自主创新、中国特色的智能电网，是电力行业的发展方向。根据《国家电网智能化规划总报告》， 2009~2020 年国家电网总投资 3.45 万亿元，其中智能化投资 3841 亿元。配电网能耗占了电网总能耗的70%，与发达国家相比，目前国内配电网的总体线损水平还比较高。随着节能减排各类指标和要求的发布，各电网公司都把配电网作为重要的节能减排对象。智能电网、智慧城市建设驱动配用电的建设和投资，未来电网的投资重点将逐步向电网智能化及配电网建设转变，更加偏向于配电、用电侧。

配电房是配电网最小单元和数据源头，是泛在电力物联网配网最后一公里的智能化关键。供电公司配电房数量较多、分布较广，具有分散、地理环境情况变化多端、覆盖面广、用户众多、容易受用户增容和城市建设影响等特点。配电房的监控对配电自动化管理、线损分析、负荷预测、电力需求管理具有重大意义。

传统配电房管理的解决方案就是分别安装环网柜、开关柜、变压器等监测设置，以及报警、视频以及环境监控等系统等，但是仍然存在如下问题：

设备无法实现在线管理：很多装置没有联网，只是在本地监测和控制；
缺乏标准，终端设备接入困难：各类设备、终端缺乏统一的协议和标准，应用孤岛和数据孤岛的问题普遍存在，没有一站式管理监控应用，达不到安全管理的效果。
扩展性差，难以支撑智能安全运维：低压配网需求日益更新，配网功能需求有多样化和智能化的趋势。如目前配电站内大部分门锁都采用机械锁，也就是说随便配一把钥匙可将各设备室的门全部打开，存在很大的安全隐患。
点多面广，设备规模庞大：配电站数量多且分布分散，节点众多、设备运维工作量大。

业务需求和挑战

针对传统配电房存在的问题，采用 LoRa物联网技术的CLAA配电物联网系统基于云、管、边、端的标准架构，充分应用“大、云、物、移、智”等新一代ICT信息技术，对配电站房的各类环境和设备状态、安防信息进行数据监测、动态展示和故障预警等。采用“集中监控、故障精确定位、高效管理”的配电站房管理模式，保证数据的传输和共享，保障配电站房信息系统的动力与环境安全，极大地降低运检人员的维护工作量：

（1）配电房数据采集

通过技术手段实现对站房内的变压器、中低压开关柜、电缆沟及站房的环境参数、站房安全等要素，进行在线监测和异常预警。对敷设在站房地下电缆沟内的中低压电缆的运行状态和环境参数，以及电缆井盖板的安全状态，进行在线监测。

（2）异常数据及预警

实现对现场采集数据的智能分析，对异常数据进行预警，使得用户可以精确定位报警位置。

（3）远程智能联动

实现对现场空调、除湿机、风机、设备开关等智能化联动及控制。提高配电运维人员的工作效率，全面加强配电运维工作的安全性，提升配电系统的可靠性。

解决方案

中兴克拉科技端边管云一体化低功耗物联网解决方案，利用物联网、大数据、云计算等新一代信息技术深入泛在电力物联网内外部应用，与新一代电力系统相互渗透和深度融合。CLAA配电房物联网整体网络采用无线LoRa接入网络，集采集、传输、监控为一体，根据项目要求，按照功能和组成不同，配网物联网架构分为三个层次：感知层、网络层和平台应用层。

图CLAA配电房物联网络整体架构图

按照功能模块区分：

配电房环境状态感知：对配电房（开闭所）的温湿度、有害气体如SF6和臭氧、O2等监测，机房水浸情况、噪音情况、空间局放、电缆沟的水位监测和自动排水监控（防汛）等实时感知，并将数据通过物联网上传到数据中心。
配电房安防预警：对配电房（防火）明火、烟雾等实时感知，对配电柜及电力综合柜统一通过智能锁管理免除人工管理的疏漏和降低安全风险，对门窗的开关和人员入侵进行实时感知，预防安全防盗的风险。采用物联网的方式，结合供电公司工作票制度进行开闭所的门禁控制，同时对进入的人员进行定位及工卡身份识别，以确定员工的身份与其从事的工作相对应。
配电房设备电气感知：采用物联网手段对配电房（开闭所）低压侧分支出线进行低频次的电气量采集，如电流电压的采集，或采用物联网通讯电表进行高耗能分支的电量计量。
配电房视频监控：配置枪型摄像头或者球形摄像头对配电房环境进行监控，可以确保设备的安全性，对来往人员进行监控。

客户价值

配电房智能化改造项目业务整体数据采集密度不大，绝大部分都是小数据业务，通过对配电房的精细化管理需求，采用先进的物联网技术对原有的配电房的环境与安全状态进行感知。使配电房的运行数据可视化，管理规范化。提高配电运维人员的工作效率，全面加强运维工作的安全性，提升配电系统的可靠性。

1. 广覆盖、低成本、易部署，是智能配电房改造无线接入的最佳选择。

部署简单：无线 LoRa 组网，无需电缆及光纤，室内施工方便。大大降低现场施工成本和难度，工期缩短至原来的一半以上。
商用成熟：成熟商用的丰富的末端设备汇集电力物联网碎片化需求，可便捷扩展新的感知需求，支持各类电力物联网应用，即插即用。
费用低廉：节约传统汇聚层设备的投资和建设运维投入，降低TCO。自建专网方式全部采用内网通讯，无需支付流量费用。

2. 全面提升运维效率和安全性，提升配电系统的可靠性。

运维便利：海量的末端设备实现了数据采集的自动化。终端电池3-5年免更换，设备维护信息推送到人，省时省力。
数据安全：自建网络设备，支持网络传输加密及端到端应用加密，满足物联网安全领域需求。