基于電力物聯網的配電系統智能運行與維護技術

楊帆

國網江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司， 江蘇鹽城 ?224000

摘要：在信息化技術快速發展的時代下，相關部門應注重配電系統的智能化建設，在配電系統智能運行的過程中會發生各種故障。因此，有必要對配電系統智能運維安全以及設備維護中存在的問題進行分析，提出具體的解決措施，確保配電系統能夠處于安全平穩的狀態，提升配電系統的輸送效率，減少安全事故的發生，為經濟的發展奠定基礎。本文就基于電力物聯網的配電系統智能運行與維護技術進行詳細探究。

關鍵詞：電力物聯網;配電系統;智能運行;維護技術

1 電力物聯網

1.1 概念

物聯網技術主要是依靠全球范圍內的REID標簽，應用無線的方式，將互聯網計入進來，從而對大量信息內容進行全面整合，并完成審核的工作。在電力運行工作之中，通過引入物聯網技術，可以更好地對各類電力設備、電力人員以及運行環境展開控制。具體表現在感知、識別、互聯以及控制四個方面。物聯網技術可以將多種不同的技術整合在一起，因此自身功能極為多樣化，滿足多種不同工作任務的需求，進而使得電力系統的運行水平不斷提高[1]。

1.2 功能

電力物聯網可以利用先進的傳感器感知技術、泛在物聯網技術，實現對氣象、環境、設備狀態、用戶狀態、負荷狀態、儲能狀態等參數的全面感知;利用智能深度學習技術，實現對發電和負荷的精準化預測;利用云平臺及先進的數據處理技術，對海量電網、用戶數據進行分析處理，實現電網狀態預估、需求側狀態分析、需求側潛力預估;利用人工智能強大的數據分析處理能力，實現對源、網、荷、儲各個方面的協調、平衡，進而實現對整個電網的實時、精準控制。在數據傳輸方面，能源互聯網將各個配電網、變電站數據送到數據中心，數據中心之間的數據互相傳遞，同時將數據送到云平臺，控制中心通過海量數據分析，實時監測控制電網。

2 配電系統智能運行

2.1 直流電源管理

我國智能配電系統在實際的運維過程中無法順利運行，其中一個重要的原因就是電子式互感器直流電源存在問題。如果智能配電系統中的光電互感器出現直流電源中斷，那么不僅會導致相關的繼電保護裝置以及測控等裝置出現故障，也會造成相關的一次設備不能有效運行。而由于相關的配置具備雙重化的特點，所以實際的OTC電源往往需要依靠兩組直流電源進行電力供應。此時，如果其中一組電源出現了故障，那么就會導致實際的繼電保護裝置出現故障。因此，如果其中的電流接地，相關的工作人員不能夠通過拉路檢查電源。如果上述的電源需要進行相應的斷電操作，那么相關的工作人員需要先停止相應的保護裝置，然后再進行后續的操作。

2.2 變壓器監測

油溫油位是反映變壓器運行狀態的重要參數，但卻較難實現在線采集并告警。針對該問題提出了基于聲表面波技術的變壓器油溫監測和磁控開關的油位監測技術，研制了嵌入式安裝的油溫、油位、壓力釋放一體化監測保護裝置，在云平臺實現了配電變壓器油溫油位綜合在線監測，有效解決了人工巡視效率低、故障定性不及時、不準確的問題。在油位計油浮底部安裝溫度傳感器，實現了變壓器頂層油溫的測量;在油位計觀察窗內部安裝磁控開關，通過磁控開關的開閉實現油位監測;在油位計頂部設計了壓力釋放閥。

3 運維技術

3.1 傳感技術

當前電網中的傳感器主要監測潮流，針對智能電力設備的運行狀態感知還需要深入研究。智能電力設備要求傳感器結構緊湊、靈敏度高、抗干擾性強和接口統一，還要提高經濟性以適合工程應用。傳感器嵌入設備本體的要求限制了其體積和成本，而一般傳感器的體積、成本與精度之間呈正相關。因此，智能電力設備傳感技術的研究關鍵是在當前硬件基礎上開發輔助軟件算法提高采樣性能，滿足傳感需求。數據處理領域的壓縮感知（compressed sensing，CS）技術可以用低秩數據高概率重構出原始信號。因此，可考慮將CS理論與傳感技術相結合，解決傳感器成本與性能矛盾，實現低采樣頻率和采樣點集傳感器恢復原始數據。

3.2 遠程管理系統

智能化遠程管理系統是對配電系統的運行、維護與維修的重要管理機構，其具體可以分為基礎功能與高級功能。一方面，具有巡檢智能化功能、系統自檢功能與設備監控智能化功能，能夠實現對配電系統運行情況的實時監控，為配電系統的良性運行提供基礎保障，還能夠對配電系統進行長期的例行巡檢。一般情況下，配電系統中的視頻監控設備、消防設備、入侵報警設備等都是相對獨立運行的，若在配電系統的運營與管理發生突發情況的時候，這些設備之間的溝通存在障礙，則只能夠依靠工作人員進行人為監控與觀察，這種情況就會直接降低配電系統運行的安全性與可靠性，加大工作人員的工作負擔。基于此，配電系統運維的智能化遠程管理系統中提出“支持二級組網”的理念，以此實現對配電系統中各相對獨立的設備進行實施監控與智能化管理，比如：在配電系統安裝子站運檢單元，分別開展基礎分析工作、數據搜集工作、告警聯動工作、數據和告警上報、巡檢作業計劃執行等功能，保證系統具有獨立保活功能，能夠在網絡中斷的情況下獨立運行，以此及時獲取及保存本地數據信息，提高配電系統運維管理水平。

3.3 物聯網控制技術

所謂控制技術，主要是指配電系統在實際運行的過程中，對其進行全面分析、診斷以及預測，以防出現斷電或者電壓穩定性較差的情況。依靠這一形式，可以將電網管理活動變得更為便利，配置的效率也能有所提升，促使人員們更好地對整個系統展開控制，保證設備的運行水平達到預期高度。不僅如此，在未來建設控制系統之中，還會適當引入專家分析的功能，以此完成診斷工作。基于功能本身允許的條件下，若有任何故障出現，都能夠自動進行控制。如此一來，控制工作的效率便會大幅度提升，甚至能夠以秒為單位進行計算，并且電網自身具備自愈性功能，又能使其可靠性得到提高。

結束語

配電網的智能化運行是與時俱進的，隨著科學技術的發展，人民的生活水平的提高，社會的需求隨之不斷增加，電力企業也需要不斷進步，走向現代化。基于電力物聯網的智能配電系統使用智能終端收集有關設備的運行狀態，實時監視，全年全天候監控，在配電室實現“無值班，少值班”，智能配電系統讓運維進入萬物互聯的新時代。

參考文獻

[1] 劉敦楠，張婷婷，李華，等.面向泛在電力物聯網的綜合能源系統規劃模型[J].發電技術，2020，41（1）：50-55.