泛在電力物聯網在智能配電系統應用綜述及展望

胡羽亮

【摘?要】構建泛在電力物聯網作為支撐建設堅強智能電網以及能源互聯網的重要內容，可以促進電網的平穩運行，實現異質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網在配電系統中的典型應用進行闡述，并對泛在電力物聯網今后的發展前景進行展望。

【關鍵詞】泛在電力物聯網;配電網;智能電網

引言：配電網作為連接輸電與用戶的中間環節，只有保證其可靠運行才能實現電力的可靠供應。當下，現行配電網還存在很多不完善地方，如網架結構不夠靈活、標準化程度低、無法滿足用戶多樣化需求等等，要想提高配網的自動化與信息化水平，更好地對配網運行狀態的監控，為用戶提供高質量的服務，就應進一步對配電網進行升級和改造，從而將其功能進行充分地發揮。對于配電網而言，泛在電力物聯網建設將極大程度提升配網運行狀態的全面感知能力，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，促進電網運營部門向樞紐型、平臺型、共享型企業轉型。

1泛在電力物聯網

1.1含義

泛在電力物聯網指的是圍繞電力系統各環節，充分應用移動互聯、人工智能等現代信息技術、先進通信技術，實現電力系統各環節萬物互聯、人機交互，具有狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統。

1.2基本特征

（1）微功率無線自組網（2）高速寬帶載波通信（3）大容量電力光纖網（4）電力無線專網（5）實現低功耗廣域窄帶物聯網（6）促進衛星通信終端的智能化（7）電力業務終端和用能終端向IT進化（8）滿足精控、調度等實時業務敏捷處理、數據優服務的平臺化（9）統一接入與連接的接口標準（10）結合運用水平和垂直專業化平臺（11）平臺的開放性和基于平臺的智能化服務水平提升數據的共享化（12）應用層集中了大量感知層數據，成為重要數據資源（13）推動數據資源的開放和共享是發展的必然趨勢（14）數據模型的標準化打通各個業務“煙囪式”壁壘（15）構建不同業務邏輯的橫向貫通

1.2.1能源全過程管理

泛在電力物聯網利用智能終端的感知力和邊緣計算技術，優化調度了智能配電系統的多種資源，并靈活協同控制主動負荷。為了實現對電力設備和運行環境的全面感知，應該在電力物聯網的基礎上合理應用多參量傳感集成技術。保證電力設備的安全運行應該利用物聯網的感知能力，明確數字化表述運行狀態，逐漸實現主動預測設備的故障情況。科學運用物聯網的感知能力解決了監測設備健康狀態和質量水平存在的問題，也提升了電網的運檢效率。與此同時，結合人工智能與泛在電力物聯網，集中處理了互聯電網的實時響應控制與運行穩定安全的難題。泛在電力物聯網在配用電側利用關鍵性技術靈活使用配電網設備，方便更好的進行智能電網決策。泛在電力物聯網應用于智能配電系統可支撐起電網側與用戶側的數據互動，促進用電數據深化應用，構建高效應用的電力體系。

1.2.2深入融合電力物理子系統和信息子系統

現代化電力系統面向不同業務構建了多種形式的信息平臺。但規劃建設的數字化平臺之間協調性不高，因此存在數據應用壁壘的情況，沒有充分發揮應用數據資源的基本價值。建立的電力通信協能夠解決存在的數據傳輸不標準的問題，但是數據描述模型仍然不完善，因此限制了應用范圍。為此，泛在電力物聯網應該在制定統一的感知數據模型的基礎上充分利用多模多制式現場通信網絡，簡便靈活的應用智能物聯網終端，支撐能源互聯網的全景全息監測。與此同時，深入融合電力物理子系統和信息子系統達到了合理配置電力資源的目的，起到了指導電網增值服務的作用。

2 泛在電力物聯網在配網中的典型應用

2.1提升客戶服務水平

泛在電力物聯網借鑒互聯網思維，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。具體技術表現在基于統一數據模型實現深度共享數據、業務實時在線處理，優化業務流程，引導推動綜合能源等業務的快速發展。

2.2配電網運行狀態在線監測與風險評估

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

2.2.1豐富在線監測的方式

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的配網設備溫度在線監測方法，檢修人員可以及時的發現設備中的故障問題，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評估電網運行安全風險

對配電網歷史運行數據進行詳細的分析，并通過機器學習等人工智能方法展開對配網運行現狀的風險評估工作，從而及時的發現系統中的薄弱環節，使供電系統的可靠性得到提升，從而進行智能配電網全景風險管控和自愈控制。

3 挑戰及展望

3.1配電系統的調控

配電系統對底層設備的監測覆蓋范圍較窄，不利于加強配電系統調控精細化需求，需要不斷地提高配電網通信系統的覆蓋廣度，從而形成一個功能較強的通信網絡，可以通過不斷改變底層傳感器的運行方式、加強對物聯網終端硬件的開發水平，從而滿足配電系統精準化調控的需要。

3.2數據的互聯與共享

泛在電力物聯網包含電網內部數據，用戶側用能數據和一些能源系統數據，這些數據在更新時間、數據來源以及數據量方面存在明顯的不同，因此應考慮到多源異構數據的統一管理問題，可以從大數據存儲策略設計，大數據跨平臺遷移策略設計等方面來進一步增強電力系統大數據管理效率。用戶側數據以及其他能源系統的數據如何與配電網數據展開互聯共享，這也是通信技術發展過程中所面臨的重要問題，今后如何將泛在物聯網技術與配電系統進行有效的結合，實現信息的有效銜接，保證信息安全性和穩定性，這都將成為今后研究的重點。

4 結束語

綜上所述，泛在電力物聯網將物聯網技術與智能配電系統進行整合，將電力客戶及其設備、人和物連接起來，產生共享數據，為用戶、配電網服務。泛在電力物聯網的應用不僅可以實現對配電網運行的全面感知與控制，還可使各個不同數據平臺間的數據融通互聯，提供價值服務。總之，泛在電力物聯網在智能配電系統中的應用可助力破解當前傳統配電網瓶頸，同時，泛在電力物聯網在智能配電系統中的建設和應用也需要社會各方的廣泛參與，做好技術攻關，實現全產業升級。

參考文獻：

[1]楊挺，翟峰，趙英杰，盆海波.泛在電力物聯網釋義與研究展望[J].電力系統自動化，2019，43（13）：9-20+53.

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

（作者單位：浙江省杭州市余杭區供電公司）