[01144607]面向电力智慧物联的边缘代理与边端智能融合技术

本项目涉及电力系统及其自动化、通信与信息系统等技术领域。 推动传统电网业务与智能终端、信息通信新技术深度融合,促进坚强智能电网与电力物联网融合发展是深化能源结构升级、提升电网公共服务水平的重要基础。传感装置的广泛部署及智能终端的逐步应用,实现电力工控环境现场数据的全景采集、分布式处理及就地控制,是支撑能源互联网及社会的重要手段,受到各级电网公司、科研单位与产业单位共同关注,已开展一定的研究与试点应用,但仍然存在若干瓶颈： 一是目前应用于电力环境的终端及感知装置存在厂家众多、种类繁杂、接口各异等现象,缺乏统一标准,导致现场实施、联调与数据共享困难,严重制约了电力设备应用规模与智能化水平。 二是电力业务终端软件与硬件紧耦合,硬件通用性不强,备品备件工作量大;业务应用与运行环境紧耦合,系统平台运行通用性不强,不同业务应用存在资源竞争;业务能力面向过程构建,应用复用及扩展性差,终端产业链环节相互关联,供应商门槛较高。 三是传感器与电气设备集成可能改变电气设备电磁场分布,部分无线传感器的天线有成为放电制高点的风险（不敢用）;相应的,一次电气设备的强电磁场辐射给传感器正常工作带来严峻考验（用不了）;最后,工作于高电位环境下的传感器面临供电困难的问题（用不长）,导致传感装置寿命与一次设备工作年限相比有很大的差异,限制了其应用的深度及广度。 四是通信接入方面存在光纤、无线、电力线载波等近10种通信制式,但缺乏有机的融合,未能形成互补,导致通信覆盖面、可靠性不足。 项目依托国家高技术研究发展计划（863计划项目）、国家电网公司重大科技项目、浙江省教育厅重大攻关项目开展协同攻关,以打造“对下兼容、对上共享、灵活定制”的智能终端为核心,攻克边缘智能终端资源受限条件下的低时延编排、数据动态存储处理、模型协议自适应适配、低功耗抗毁通信等技术,研制了基于边缘计算的输电线路在线监测网关、变电站统一汇聚控制器、配电台区智能终端、分布式自愈配电自动化终端以及20多种智能传感器,实现了电网信息空间与物理空间深度融合。 项目形成以下创新： 创新点一：攻克了实时、非实时业务应用动态加载技术,多业务资源动态编排技术,研制了适用于变电、配电、用电不同环节的多形态边缘物联代理装置,解决了不同业务采集终端重复部署、烟囱式建设难题。 创新点二：提出了面向对象的轻量级电力物联网传感器信息模型;攻克了基于消息总线的跨容器数据共享技术,基于业务主动感知的数据动态伸缩技术;研发了轻量型数据中心,形成了行业标准及企业标准,解决了不同厂家、不同类型感知设备接入面临的协议繁杂、即插即用难题,降低了边缘侧海量数据对网络传输的压力,提升了边缘侧数据的价值。 创新点三：攻克了微型共形天线、测量与取电一体化、等电位均压屏蔽等传感器与一次设备物理、电气集成技术,研发了智能间隔棒、智能绝缘子吊环、智能避雷器等适用于不同运行场景的20余种传感器,解决了高电位、高磁场环境下的传感器与一次设备集成面临的尖端放电、供电困难、电磁干扰及防护等系列难题,提升了电力设备的智能化水平。 创新点四：提出了网络资源灵活调度、路由智能选择的多介质、多通信方式融合的复合通信网络构建方法,首次研发轻型可重构无线通信系统、载波无线融合通信系统,解决了海量边设备、端设备之间通信低成本、高可靠及广域覆盖难题。 创新点五：攻克中间件水平弹性扩展、高吞吐量并行计算等关键技术,研发了可供业务系统灵活调用的电力物联网物联管理平台,开发了电气设备健康诊断应用组件,支撑智能电网各环节数据集成应用。 项目取得授权发明专利21项,软件著作权9项,出版专著3部,发布标准12项,发布论文17篇,取得各项产品检测报告28项,技术创新成果明显。 项目成果在上海、山东、江苏、福建等20余个省市应用,近3年销售额40361万元,利润9398万元。项目成果对于提高电网全景全息感知能力、区域自治能力及高压设备智能化水平、保障电网安全稳定运行、增强电网服务能力具有重要意义。