T/CES 160-2022 数字孪生变电站智能传感器接入技术规范

以下是《T/CES 160-2022 数字孪生变电站智能传感器接入技术规范》的主要内容总结，按标准框架分层详述：

​​一、范围与总则​​

1. ​​适用范围​​

   • 规范数字孪生变电站的智能传感接入技术，涵盖系统架构、传感设备、数据传输及数据存储。
   • 适用于变电站设计制造阶段的新型感知技术与运维阶段的电、声、光、化、热等传感器接入。

2. ​​总则要求​​

   • ​​实时性​​：数据传输需满足毫秒级延迟，确保物理站与数字孪生体动态同步。
   • ​​兼容性​​：继承传统数字变电站技术，集成新技术扩展数据范围与采集频度。
   • ​​安全可靠​​：不牺牲变电站原有安全性，重要性能指标不低于现有标准。
   • ​​冗余配置​​：感知层按间隔配置冗余，平衡功能需求与经济性。
   • ​​渐进改造​​：优先改造寿命到期设备，110kV以上站试点验证后推广。

​​二、数字孪生变电站系统架构​​

1. ​​核心特征​​

   • ​​全面感知​​：小微智能传感器构建泛在传感网，监测电量与非电量状态。
   • ​​实时高效​​：毫秒级延迟支持动态同步。
   • ​​高度智能​​：基于数据分析实现预测、运维、决策的自治运行。
   • ​​全景呈现​​：3D技术实现设备状态历史/即时信息可视化。

2. ​​五层体系架构​​

   

    

   • ​​边缘感知层​​：小微智能传感器+边缘计算模块，支持本地数据处理与区域自治。
   • ​​网络层​​：高可靠、低时延通信，支持GOOSE、MMS协议广泛互联。
   • ​​平台层​​：云平台+数据中心+技术中台，提供全域数据管理与计算能力。
   • ​​应用层​​：基于数字孪生五维模型（物理/虚拟实体、服务、数据、连接），实现运维决策与仿真。

​​三、传感设备技术要求​​

1. ​​设计与部署​​

   • ​​小型化与低功耗​​：满足强电磁干扰环境（屏蔽层用高导磁率材料）。
   • ​​组网要求​​：丢包率≤1%，支持冗余降低与网络拥塞规避。
   • ​​可靠性​​：MTBF > 50,000小时，I/O模件MTBF ≥ 100,000小时，寿命≥10年。

2. ​​智能信息处理​​

   • 集成保护、测量、控制功能，满足高可靠与高性能要求。
   • 终端与边缘计算/云平台协同，保障数据完整性、准确性。

3. ​​通信与安全​​

   • 实时通信兼容北斗定位功能，统一通信标准确保数据规范。
   • 支持加密、校验、身份认证（认证率≥99%），具备安全路由与入侵检测能力。

4. ​​功能要求​​

   • 覆盖变压器、断路器等关键设备的多维度感知（电/声/光/化/热）。
   • 数据采集时延≤ms级，内置自检校验功能。

​​四、数据传输技术要求​​

1. ​​本地通信网​​

   • 采用LoRa、WiFi等无线技术，支持海量节点低功耗接入。
   • ​​边缘网关核心功能​​：
     • 多协议适配（HPLC/RS485/Zigbee等）。
     • 业务优先级管理，支持App远程管控与安全芯片嵌入。

2. ​​远程通信网​​

   • 融合光纤网、5G等广域网技术。
   • ​​平台层能力​​：
     • 百万级设备接入管理，支持模型统一定义与数据标准化。
     • 提供连接管理（双认证）、设备管理（ID生成）、应用管理（App部署）、标识管理（编码解析）。

​​五、数据存储技术要求​​

1. ​​数据规范化​​

   • 统一管理多源异构数据（不同格式、时间尺度），支持云端与边缘协同计算。

2. ​​存储资源配置​​

   • 云存储池需满足：
     • SAN网络或分布式文件系统，容量≥20T（虚拟机） + 15T（数据库）。
     • 8GB FC接口，支持故障迁移与数据高安全。

3. ​​数据库管理​​

   • ​​实时数据库​​：刷新周期满足工程需求，记录设备当前状态。
   • ​​历史数据库​​：在线存储≥12个月，支持长期归档（磁带/光盘）。
   • ​​功能要求​​：
     • 在线生成/修改数据库，故障自动恢复，支持并发访问与数据一致性。
     • 提供简单、灵活、高速的访问接口（如OLE DB），兼容关系/非关系型数据库。

​​六、附录与支撑技术​​

• ​​附录A​​：明确数字孪生变电站五层架构（物理层、感知层、传输层、平台层、应用层）的交互逻辑。
• ​​关键技术​​：
  • 微机电系统（MEMS）、无线传感器网络（WSN）、数字线程技术。
  • 通信协议：GOOSE（高可靠性信号传输）、MMS（工业设备互操作）。

​​总结​​：本标准系统化规范了数字孪生变电站的智能传感接入全链条，从设备选型、数据传输到存储管理，强调实时性、安全性与渐进式改造，为变电站全生命周期智慧运维提供技术框架。