设备与系统数据交互大脑：推动电网智能化升级的核心引擎 CNR221-317

项目背景

本文针对电力生产中的实际痛点，研发了设备与系统数据交互大脑：推动电网智能化升，有效提升了作业效率与安全水平。电网运行涉及配电房、光伏电站、数据中心、建筑用能等多种场景，各场景的监测与控制系统往往独立建设，数据格式和控制协议不统一。运维人员需要在多个平台之间切换，难以形成联动处置能力，现场异常从发现到响应存在明显延迟。

随着源网荷柔性互动、需求响应等业务推进，省级和地市级公司平台对底层设备数据的实时性、完整性提出更高要求。传统采集装置功能单一，协议适配依赖定制开发，接入周期长，无法快速响应场景化需求。

为此，项目团队研发设备与系统数据交互大脑，将数据采集、智能算法、实时分析与联动控制集成于一体，作为电网智能化升级的核心引擎，面向多专门领域提供统一的设备接入与数据交互能力。

存在问题

• 协议种类多，接入困难。现场同时存在PLC、101、104、376、376.1、modbus、MQTT、1867、南自103、南瑞继保103、四方103、CDT、645等多种协议，传统方式需逐一定制开发，周期长、成本高。
• 数据上传带宽压力大。大量原始数据直接上传云端，占用网络资源，流量成本高，且难以保障低时延要求。
• 本地联动能力弱。多数采集装置仅做数据转发，不具备本地分析和自动控制能力，异常处置依赖人工。
• 智能识别手段缺失。监控现场对人员、设备、环境的安全问题主要靠人工查看，识别效率低，漏判风险高。
• 运维工具化程度低。远程配置、故障定位、快速消缺缺乏统一工具支撑，现场维护成本居高不下。

创新目标

建立一套支持多协议接入、具备本地智能分析与联动控制能力的数据交互平台，实现与各类电力系统平台的快速对接，降低网络带宽与运维成本，提高现场安全识别与处置效率，并在多地区多场景中形成可复制的应用模式。

技术方案

该方案在靠近数据源头的网络边缘侧部署开放、智能的系统平台，向下支持多种南向协议接入设备，向上通过北向协议与各类电力系统平台对接。平台采用配置化对接方式，智能运维、需求响应、源网荷等省市公司平台可快速接入，实现场景化定制和模块化组装。

运行流程上，平台先高频采集现场数据，在本地完成分析和联动控制，仅将结果上传，减少网络上传带宽与流量成本，保障低时延高稳定运行。同时集成人脸识别、穿戴识别、行为识别、物体识别等算法，对监控现场人员、设备、环境或作业安全问题进行智能联动处置。

运维方面提供工具化支持，可远程配置、故障定位和快速消缺，降低维护成本。平台根据定制化需求快速响应开发，适配不同专业领域的接入要求。

创新亮点

• 多协议兼容：支持PLC、101、104、376、376.1、modbus、MQTT、1867及南自103、南瑞继保103、四方103、CDT、645等多种协议接入，涵盖主流电力设备与系统。
• 配置化对接：智能运维、需求响应、源网荷等平台可快速接入，支持场景化定制与模块化组装，缩短开发周期。
• 本地智能联动：在靠近数据源头的网络边缘侧完成高频采集、本地分析和联动控制，仅上传结果，降低带宽与流量成本。
• 多算法识别：集成人脸识别、穿戴识别、行为识别、物体识别等算法，为各类场景提供智能联动功能。
• 工具化运维：支持远程配置、故障定位、快速消缺，明显降低现场维护成本。

落地应用效果

该方案已在南京、无锡、泰州、常州、镇江、江西、西藏等地区广泛应用，累计推广300余套。在数据采集、在线监测、智能运维、算法识别等场景中，累计告警上万次，发现164起监控现场人员、设备、环境或作业安全问题，有效降低了人员和设备安全风险，缓解了结构性缺员问题。

从现场反馈看，平台接入周期明显缩短，网络上传带宽与流量成本大幅下降，异常处置由人工巡查转为自动联动，运维效率显著提升。

产出物：设备与系统数据交互大脑软硬件平台，含多协议接入模块、本地分析与联动控制模块、智能识别算法模块及工具化运维模块。

适用场景：节能改造、配电房智能运维、光伏电站运维、数据中心运维、建筑智慧用能、电力保障、配网、营销，以及源网荷柔性空调远程监测及控制等领域。

常见问题

Q：平台能接入哪些协议？

A：支持PLC、101、104、376、376.1、modbus、MQTT、1867，以及南自103、南瑞继保103、四方103、CDT、645等多种协议接入。

Q：如何降低网络带宽和流量成本？

A：在靠近数据源头的网络边缘侧高频采集数据并本地分析，仅上传结果，减少上传数据量，保障低时延高可靠运行。

Q：目前应用规模如何？

A：已在南京、无锡、泰州、常州、镇江、江西、西藏等地区应用，累计推广300余套，累计告警上万次，发现164起现场安全问题。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。

本文由中广研创新整理。