基于物聯技術的配電網智能化研究①

王洪森 黃銳 林耀燦

(廣東電網揭陽普寧供電局有限責任公司 廣東揭陽 515300)

由于社會經濟的持續發展，電力配電網拓撲網絡也變得日益復雜，維護及檢修配電網系統也逐漸成為電力企業的一大難題。物聯技術，是通過各設備間完成相應的信息傳遞，完成一系列傳輸。將物聯技術與配電網智能化結合，可以更好地發揮物聯技術的優勢，完成配電網智能化的有效轉型，能便捷地完成配電網故障檢測、電費計算、調度運行等相關運維檢修工作。

1 物聯技術的主要技術特點

物聯網能夠通過信息傳播媒介進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監管等功能，從圖1物聯技術的主要技術特點圖我們可以看到物聯技術特點的主要構成。

1.1 可視化

使用物聯技術后，快速的傳輸速度使得配電網中一部分需要可視化的設備參數的具體化、圖像化成為可能，這在配電網系統日益復雜化的今日，對于運維人員理解復雜配電網系統具有極為重要的意義。

1.2 傳感技術

在配電網中，通過物聯技術可以完成設備的在線狀態監測，將設備的狀態量轉為可傳輸的數字量。在傳感技術的功能應用中，運維人員可以迅速地感知設備狀態量的細微變化，提前發現設備運行過程中可能存在的故障，能更好地維護配電網的安全性。

1.3 光譜感知

光譜感知技術是優于視頻監控技術的存在，可以視作為視頻監控的升級優化功能，可以更廣泛地采集現場光譜，甚至在缺乏光線的情況下，也能采集到所需的環境情況。

1.4 光通信

是指光波通信技術，光通信技術相對于傳統通信技術，傳輸速度更快，傳輸損耗更少，成本也比傳統通信技術低，通信可靠性、傳輸量更好，這也是物聯技術的其中一項核心技術。

1.5 無線通信

無線通信是物聯技術中的基礎技術，通過網絡通信處理完成各配電設備間的信息傳輸，設備相對微型，組網快捷，不受傳統網絡線路布置影響，同時節點分布較廣。

1.6 網絡傳輸

物聯技術在智能配電網系統工程或者說技術的實現是通過一系列節點，節點類似于各個設備在網絡傳輸中的描述，通過不同節點間的信息傳輸，正確快速地完成節點間的交流。

1.7 物聯網安全技術

智能配電網在減少人工監控的同時，相對于傳統的網絡傳輸技術，智能配電網更容易收到攻擊者的入侵，但在物聯網安全技術的應用過程中，相關信息安全問題能得到更好的解決，從技術上可以保證智能配電網系統的平穩運行。

2 基于物聯技術的配電網智能化應用

2.1 配網系統的全面感知

通過在臺變側、線路側、用戶側關鍵節點接入、改造或部署智能一次設備、二次裝置、智能傳感及視頻監控等設備實現低壓配網的運行狀態、設備狀態、環境狀態以及其他輔助信息等基礎數據的采集。同時基于寬帶載波 IP 化和微功率無線通信，組建低壓臺區“零接線”網絡層，統一通信接口和交互模型，解決低壓智能設備類型與數量多、安裝位置分散、布線困難和施工停電等問題，實現設備的泛在互聯。

圖1 物聯技術的主要技術特點圖

2.2 邊緣計算

從智能配變終端部署在配變出線側，監控配電變壓器至用戶智能電表間運行數據，天然具備邊緣計算節點特性，是配電臺區管理架構的核心。基于“硬件平臺化、軟件 APP 化”設計理念，內置邊緣計算軟件平臺，屏蔽硬件差異，統一軟件接口；支持消息交互總線，保證信息交互效率。通過部署多個容器實現終端內運檢、營銷等不同專業或業務隔離，容器通過chroot創建虛擬的根目錄文件系統，隔離其他容器的虛擬文件系統，共享位于linux內核的底層的文件系統；通過容器在linux內核中的命名空間(namespace)實現應用相互隔離的獨立空間；cgroups實現對容器計算和內存資源分配和限制。

2.3 配網故障快速感知與決策

配電網系統由于其拓撲的復雜性，在發生故障時，存在系統故障復雜，故障點難以查找，而應用物聯技術后，我們可以通過數據的深度挖掘，計算所獲取數據的結果，并通過物聯網形成的節點，快速計算及判斷配網故障發生的類型與故障節點，同時輔助決策，快速找出配網故障在配電網拓撲中的問題所在，并盡快恢復配網的正常穩定運行。配網故障快速感知與決策能有效地提升配電網智能化應用水平，對于配電網的運維與檢修工作具有重要的意義。

2.4 智能化應用過程中存在的問題

基于物聯技術的配電網智能化應用具有不同的優點如極大地提高了電網的數據分析能力，解決不同的配電網問題，但在實際應用的過程中，仍存在一定的問題。

第一，物聯網技術相對復雜，不容易掌握，若在應用過程中不熟悉該技術的關鍵特點，則較難充分發揮出其智能化的優勢，同時物聯網技術的提升與掌握需要耗費較多時間，這也加大了物聯技術在配電網智能化中的應用難度。

第二，基于物聯技術的配電網智能化應用物聯設備裝設費用較高，若未能布置足夠的節點，則較難滿足可靠性的要求，同時物聯網技術的關鍵功能也較難很好地實現，若是布置足夠的節點，在費用方面則存在較大阻力，對于配電運維公司來說也是一筆不少的費用，該費用應該與節省的人員資源作為對比，合理地判斷是否應該利用物理技術進行配電網智能化應用改造。

3 結語

經過上文的分析，物聯能較好地契合配電網智能化的建設，其關鍵技術是實現配電網智能化的重要關鍵，配電智能化目前基于物聯技術的應用主要有配網系統的全面感知、系統邊緣計算、配網故障快速感知與決策，其應用前景十分廣泛。