泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應用綜述及展望

胡羽亮

【摘?要】構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)作為支撐建設堅強智能電網(wǎng)以及能源互聯(lián)網(wǎng)的重要內(nèi)容，可以促進電網(wǎng)的平穩(wěn)運行，實現(xiàn)異質(zhì)能源友好接入以及更好地對用戶進行服務。文章對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在配電系統(tǒng)中的典型應用進行闡述，并對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)今后的發(fā)展前景進行展望。

【關鍵詞】泛在電力物聯(lián)網(wǎng);配電網(wǎng);智能電網(wǎng)

引言：配電網(wǎng)作為連接輸電與用戶的中間環(huán)節(jié)，只有保證其可靠運行才能實現(xiàn)電力的可靠供應。當下，現(xiàn)行配電網(wǎng)還存在很多不完善地方，如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不夠靈活、標準化程度低、無法滿足用戶多樣化需求等等，要想提高配網(wǎng)的自動化與信息化水平，更好地對配網(wǎng)運行狀態(tài)的監(jiān)控，為用戶提供高質(zhì)量的服務，就應進一步對配電網(wǎng)進行升級和改造，從而將其功能進行充分地發(fā)揮。對于配電網(wǎng)而言，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設將極大程度提升配網(wǎng)運行狀態(tài)的全面感知能力，保障分布式能源的友好接入，提高對新型負荷的彈性承載力，滿足用戶多樣性用能需求，促進電網(wǎng)運營部門向樞紐型、平臺型、共享型企業(yè)轉(zhuǎn)型。

1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

1.1含義

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)指的是圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，充分應用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進通信技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統(tǒng)。

1.2基本特征

（1）微功率無線自組網(wǎng)（2）高速寬帶載波通信（3）大容量電力光纖網(wǎng)（4）電力無線專網(wǎng)（5）實現(xiàn)低功耗廣域窄帶物聯(lián)網(wǎng)（6）促進衛(wèi)星通信終端的智能化（7）電力業(yè)務終端和用能終端向IT進化（8）滿足精控、調(diào)度等實時業(yè)務敏捷處理、數(shù)據(jù)優(yōu)服務的平臺化（9）統(tǒng)一接入與連接的接口標準（10）結(jié)合運用水平和垂直專業(yè)化平臺（11）平臺的開放性和基于平臺的智能化服務水平提升數(shù)據(jù)的共享化（12）應用層集中了大量感知層數(shù)據(jù)，成為重要數(shù)據(jù)資源（13）推動數(shù)據(jù)資源的開放和共享是發(fā)展的必然趨勢（14）數(shù)據(jù)模型的標準化打通各個業(yè)務“煙囪式”壁壘（15）構(gòu)建不同業(yè)務邏輯的橫向貫通

1.2.1能源全過程管理

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)利用智能終端的感知力和邊緣計算技術(shù)，優(yōu)化調(diào)度了智能配電系統(tǒng)的多種資源，并靈活協(xié)同控制主動負荷。為了實現(xiàn)對電力設備和運行環(huán)境的全面感知，應該在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎上合理應用多參量傳感集成技術(shù)。保證電力設備的安全運行應該利用物聯(lián)網(wǎng)的感知能力，明確數(shù)字化表述運行狀態(tài)，逐漸實現(xiàn)主動預測設備的故障情況。科學運用物聯(lián)網(wǎng)的感知能力解決了監(jiān)測設備健康狀態(tài)和質(zhì)量水平存在的問題，也提升了電網(wǎng)的運檢效率。與此同時，結(jié)合人工智能與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，集中處理了互聯(lián)電網(wǎng)的實時響應控制與運行穩(wěn)定安全的難題。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在配用電側(cè)利用關鍵性技術(shù)靈活使用配電網(wǎng)設備，方便更好的進行智能電網(wǎng)決策。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應用于智能配電系統(tǒng)可支撐起電網(wǎng)側(cè)與用戶側(cè)的數(shù)據(jù)互動，促進用電數(shù)據(jù)深化應用，構(gòu)建高效應用的電力體系。

1.2.2深入融合電力物理子系統(tǒng)和信息子系統(tǒng)

現(xiàn)代化電力系統(tǒng)面向不同業(yè)務構(gòu)建了多種形式的信息平臺。但規(guī)劃建設的數(shù)字化平臺之間協(xié)調(diào)性不高，因此存在數(shù)據(jù)應用壁壘的情況，沒有充分發(fā)揮應用數(shù)據(jù)資源的基本價值。建立的電力通信協(xié)能夠解決存在的數(shù)據(jù)傳輸不標準的問題，但是數(shù)據(jù)描述模型仍然不完善，因此限制了應用范圍。為此，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應該在制定統(tǒng)一的感知數(shù)據(jù)模型的基礎上充分利用多模多制式現(xiàn)場通信網(wǎng)絡，簡便靈活的應用智能物聯(lián)網(wǎng)終端，支撐能源互聯(lián)網(wǎng)的全景全息監(jiān)測。與此同時，深入融合電力物理子系統(tǒng)和信息子系統(tǒng)達到了合理配置電力資源的目的，起到了指導電網(wǎng)增值服務的作用。

2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在配網(wǎng)中的典型應用

2.1提升客戶服務水平

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)借鑒互聯(lián)網(wǎng)思維，服務的重點在于提升客戶滿意度，更大范圍的推廣線上應用。具體技術(shù)表現(xiàn)在基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型實現(xiàn)深度共享數(shù)據(jù)、業(yè)務實時在線處理，優(yōu)化業(yè)務流程，引導推動綜合能源等業(yè)務的快速發(fā)展。

2.2配電網(wǎng)運行狀態(tài)在線監(jiān)測與風險評估

現(xiàn)階段，配電網(wǎng)決策過程中信息化手段和技術(shù)支撐還不完備，電力設備存在隨壞隨修、隨檢隨修的現(xiàn)狀。然而高比例間歇性能源與新型負荷的快速增長對配電網(wǎng)供電可靠性與供電質(zhì)量的要求越來越高。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用，能夠使配網(wǎng)系統(tǒng)實時感知電力設備的運行狀態(tài)，評估配電網(wǎng)運行風險，從而及時排除故障隱患。

2.2.1豐富在線監(jiān)測的方式

在良好的通信基礎條件下，可以更好的對不同故障類型進行識別，如基于紅外熱成像技術(shù)的配網(wǎng)設備溫度在線監(jiān)測方法，檢修人員可以及時的發(fā)現(xiàn)設備中的故障問題，從而及時采取有效的措施對設備展開維修，避免因停電事故而影響人們的工作和生活。

2.2.2評估電網(wǎng)運行安全風險

對配電網(wǎng)歷史運行數(shù)據(jù)進行詳細的分析，并通過機器學習等人工智能方法展開對配網(wǎng)運行現(xiàn)狀的風險評估工作，從而及時的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，使供電系統(tǒng)的可靠性得到提升，從而進行智能配電網(wǎng)全景風險管控和自愈控制。

3 挑戰(zhàn)及展望

3.1配電系統(tǒng)的調(diào)控

配電系統(tǒng)對底層設備的監(jiān)測覆蓋范圍較窄，不利于加強配電系統(tǒng)調(diào)控精細化需求，需要不斷地提高配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的覆蓋廣度，從而形成一個功能較強的通信網(wǎng)絡，可以通過不斷改變底層傳感器的運行方式、加強對物聯(lián)網(wǎng)終端硬件的開發(fā)水平，從而滿足配電系統(tǒng)精準化調(diào)控的需要。

3.2數(shù)據(jù)的互聯(lián)與共享

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)包含電網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)，用戶側(cè)用能數(shù)據(jù)和一些能源系統(tǒng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在更新時間、數(shù)據(jù)來源以及數(shù)據(jù)量方面存在明顯的不同，因此應考慮到多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理問題，可以從大數(shù)據(jù)存儲策略設計，大數(shù)據(jù)跨平臺遷移策略設計等方面來進一步增強電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)管理效率。用戶側(cè)數(shù)據(jù)以及其他能源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)如何與配電網(wǎng)數(shù)據(jù)展開互聯(lián)共享，這也是通信技術(shù)發(fā)展過程中所面臨的重要問題，今后如何將泛在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與配電系統(tǒng)進行有效的結(jié)合，實現(xiàn)信息的有效銜接，保證信息安全性和穩(wěn)定性，這都將成為今后研究的重點。

4 結(jié)束語

綜上所述，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能配電系統(tǒng)進行整合，將電力客戶及其設備、人和物連接起來，產(chǎn)生共享數(shù)據(jù)，為用戶、配電網(wǎng)服務。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用不僅可以實現(xiàn)對配電網(wǎng)運行的全面感知與控制，還可使各個不同數(shù)據(jù)平臺間的數(shù)據(jù)融通互聯(lián)，提供價值服務。總之，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)中的應用可助力破解當前傳統(tǒng)配電網(wǎng)瓶頸，同時，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)中的建設和應用也需要社會各方的廣泛參與，做好技術(shù)攻關，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)升級。

參考文獻：

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[2]張亞健，楊挺，孟廣雨.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應用綜述及展望[J].電力建設，2019，40（06）：1-12.

（作者單位：浙江省杭州市余杭區(qū)供電公司）