安科瑞劉鴻鵬172 一 ⑥⑨⑦② 一 5322

摘要

在企業(yè)配電系統(tǒng)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化持續(xù)演進(jìn)的背景下，配電現(xiàn)場(chǎng)呈現(xiàn)出設(shè)備類型多樣、通信接口復(fù)雜、數(shù)據(jù)規(guī)模迅速膨脹等典型特征。如何在保障系統(tǒng)可靠性的提下，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的匯聚、協(xié)議統(tǒng)一與遠(yuǎn)程交互，已成為企業(yè)配電物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的核心問(wèn)題。本文結(jié)合當(dāng)企業(yè)配電物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際需求，從系統(tǒng)架構(gòu)層面對(duì)智能通信管理機(jī)在數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換、邊緣處理及遠(yuǎn)程運(yùn)維中的作用進(jìn)行分析，探討其在新一代配電物聯(lián)網(wǎng)體系中的工程價(jià)值。

關(guān)鍵詞

企業(yè)配電；電力物聯(lián)網(wǎng)；通信管理機(jī)；協(xié)議轉(zhuǎn)換；邊緣計(jì)算

引言

傳統(tǒng)企業(yè)配電系統(tǒng)以“就地監(jiān)控、分散管理”為主要特征，現(xiàn)場(chǎng)電能表、保護(hù)裝置、測(cè)控單元往往來(lái)自不同廠家，通信規(guī)約各異，系統(tǒng)之間缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口。這種架構(gòu)在早期能夠滿足基本運(yùn)行需求，但在能耗精細(xì)化管理、集中監(jiān)控和遠(yuǎn)程運(yùn)維場(chǎng)景下，逐漸暴露出數(shù)據(jù)割裂、擴(kuò)展困難、維護(hù)成本高等問(wèn)題。

隨著企業(yè)配電系統(tǒng)逐步向物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)升，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上層平臺(tái)之間亟需一個(gè)具備“數(shù)據(jù)匯聚、協(xié)議適配與智能處理”能力的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，通信管理機(jī)正是在這一背景下成為配電物聯(lián)網(wǎng)中的核心樞紐。

企業(yè)配電物聯(lián)網(wǎng)的通信挑戰(zhàn)

在典型的企業(yè)配電場(chǎng)景中，低壓配電柜、變電所及用能終端往往同時(shí)存在多種通信方式與規(guī)約類型?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備既包括傳統(tǒng)RS485接入的電能表，也可能包含基于以太網(wǎng)、無(wú)線或用總線的智能單元。與此同時(shí)，上層系統(tǒng)通常采用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)規(guī)約與數(shù)據(jù)模型進(jìn)行集中管理。

這種“現(xiàn)場(chǎng)多樣化、平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化”的矛盾，使得單一設(shè)備難以直接對(duì)接物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通信層成為制約系統(tǒng)整體智能化水平的瓶頸。因此，在配電物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中，需要一種能夠完成多通道接入、規(guī)約轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)重組的中間層設(shè)備。

新型模塊化智能通信管理機(jī)

本系列智能通信管理機(jī)是一款采用嵌入式硬件計(jì)算機(jī)平臺(tái)，具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口，用于將一個(gè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有的智能監(jiān)控/保護(hù)裝置的通信數(shù)據(jù)整理匯總后，實(shí)時(shí)上傳主站系統(tǒng)，完成遙信、遙測(cè)等能源數(shù)據(jù)采集功能。

同時(shí)，本系列智能通信管理機(jī)支持接收上主站系統(tǒng)下達(dá)的命令，并轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的智能系列單元，完成對(duì)廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的分、合閘遠(yuǎn)方控制或裝置的參數(shù)整定，實(shí)現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能，以達(dá)到遠(yuǎn)動(dòng)輸出調(diào)度命令的目標(biāo)。

本系列智能通信管理機(jī)提供豐富的規(guī)約庫(kù)支持，實(shí)現(xiàn)不同二次設(shè)備供應(yīng)商的智能設(shè)備互聯(lián)。作為自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測(cè)設(shè)備之間的通信接口設(shè)備，本系列智能通信管理機(jī)實(shí)現(xiàn)了規(guī)約轉(zhuǎn)換、接口匹配、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等三項(xiàng)功能。

功能特色

技術(shù)參數(shù)

組件說(shuō)明

組網(wǎng)方案

設(shè)備規(guī)格

體系定位

在企業(yè)配電物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中，通信管理機(jī)通常部署于配電房或配電柜側(cè)，承擔(dān)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與上位系統(tǒng)之間的橋接任務(wù)。一方面，它通過(guò)多個(gè)下行通信接口接入電能表、保護(hù)裝置及監(jiān)控單元，完成數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)監(jiān)測(cè)；另一方面，通過(guò)上行網(wǎng)絡(luò)接口，將整理后的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至企業(yè)能源管理平臺(tái)或配電監(jiān)控系統(tǒng)。
與傳統(tǒng)通信網(wǎng)關(guān)不同，新一代通信管理機(jī)在設(shè)計(jì)上更強(qiáng)調(diào)多協(xié)議兼容與并行處理能力，可在同一設(shè)備中同時(shí)完成遙測(cè)、遙信、遙控與遙調(diào)等多種業(yè)務(wù)，從而滿足企業(yè)配電系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性和可靠性的雙重要求。

多協(xié)議融合與數(shù)據(jù)統(tǒng)一機(jī)制
企業(yè)配電現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備來(lái)源復(fù)雜，通信規(guī)約不統(tǒng)一是普遍現(xiàn)象。通信管理機(jī)通過(guò)內(nèi)置豐富的規(guī)約庫(kù)和可配置化的軟件機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種行業(yè)主流規(guī)約的兼容，使不同廠家的設(shè)備能夠在同一物聯(lián)網(wǎng)體系中協(xié)同運(yùn)行。
在工程應(yīng)用中，通過(guò)對(duì)通道、設(shè)備和數(shù)據(jù)點(diǎn)位的靈活配置，可以將分散在各通信鏈路上的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一建模與轉(zhuǎn)換，終以標(biāo)準(zhǔn)化格式提供給上層系統(tǒng)。這種“現(xiàn)場(chǎng)異構(gòu)、平臺(tái)同構(gòu)”的數(shù)據(jù)處理方式，大幅降低了系統(tǒng)集成難度，為企業(yè)后續(xù)的系統(tǒng)擴(kuò)展預(yù)留了充足空間。


邊緣計(jì)算在配電物聯(lián)網(wǎng)中的價(jià)值
隨著配電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量的增加，單純依賴云端或主站處理全部數(shù)據(jù)，容易帶來(lái)通信壓力和響應(yīng)延遲。通信管理機(jī)在配電物聯(lián)網(wǎng)中引入邊緣計(jì)算能力，使部分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算、邏輯判斷和控制策略能夠在現(xiàn)場(chǎng)完成。
通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行二次計(jì)算、邏輯組合和狀態(tài)判斷，通信管理機(jī)可以在本地實(shí)現(xiàn)告警判定、數(shù)據(jù)匯總甚至簡(jiǎn)單的聯(lián)動(dòng)控制。這種方式不僅提升了系統(tǒng)響應(yīng)速度，也有效降低了上層平臺(tái)的數(shù)據(jù)負(fù)載，增強(qiáng)了整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

遠(yuǎn)程運(yùn)維與系統(tǒng)可靠性
在企業(yè)配電系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)備維護(hù)與參數(shù)調(diào)整是不可避免的工作?；谕ㄐ殴芾頇C(jī)的遠(yuǎn)程維護(hù)機(jī)制，運(yùn)維人員可在不影響現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的提下，實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置、狀態(tài)監(jiān)視和系統(tǒng)升。
同時(shí)，通過(guò)日志記錄與狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能，通信管理機(jī)能夠?yàn)榕潆娢锫?lián)網(wǎng)提供持續(xù)的運(yùn)行數(shù)據(jù)支撐，使故障定位與系統(tǒng)優(yōu)化更加有據(jù)可循。這種“可觀測(cè)、可維護(hù)”的運(yùn)行特性，顯著提升了企業(yè)配電系統(tǒng)的運(yùn)維效率。

結(jié)論

在企業(yè)配電物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，通信管理機(jī)已不再是單純的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，而是集數(shù)據(jù)匯聚、協(xié)議轉(zhuǎn)換、邊緣處理與遠(yuǎn)程運(yùn)維于一體的關(guān)鍵基礎(chǔ)單元。通過(guò)在配電現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建穩(wěn)定、有效的通信與計(jì)算節(jié)點(diǎn)，企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的感知與集中管理。

從工程實(shí)踐角度看，將通信管理機(jī)合理融入企業(yè)配電物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，不僅有助于提升系統(tǒng)運(yùn)行透明度，也為能效管理、智能運(yùn)維及后續(xù)數(shù)字化升奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

審核編輯 黃宇