基于物聯網的配電自動化應用研究

石曉麗

摘要：國家電網公司在全面推進“三型兩網”建設的同時，面臨著嚴峻的形勢。首先，新能源接入系統比重高、電力智能化和多向化的趨勢直接影響到電網的運行，嚴重時甚至導致電網切換和電網崩潰。傳統的電網設備運行維護模式已不能滿足現代電網管理的要求。其次，由于供電側和售電側的開放，打破了傳統電網的壟斷地位。隨著企業的增多，市場的競爭終于來臨，社會的快速發展迫使電力行業的改革適應當前的形勢，新技術的開發和應用也給傳統電力行業帶來了巨大的挑戰。無處不在的電力物聯網建設為提高電力系統運行水平和電網資產運營效率開辟了新途徑。同時，可以充分發揮電網的優勢，保持戰略主動性。

關鍵詞：物聯網;配電自動化;應用;研究

1配電自動化的定義及發展趨勢

1.1配電自動化（DA）

配電自動化（DA）是集計算機技術、數據傳輸、控制技術、現代設備和管理功能于一體的綜合信息管理系統。旨在提高供電可靠性，提高電能質量，降低電網運行成本，大大降低操作人員的勞動強度。

1.2配電自動化具體包含饋線自動化和變電站的自動化兩方面

1.2.1饋線自動化的發展新模式。

饋線自動化是配電自動化的重要組成部分，是配電自動化的基礎。其研究對象主要針對中低壓配電網中的饋線，是提高配電網可靠性的關鍵技術之一。饋線終端裝置可以實現配電自動化的緊急控制功能，使保護功能更加獨立和完善。這與變壓器綜合自動化系統的保護功能相對獨立、保護功能分散、保護裝置由自動化系統按分級配電的原則組成是一致的。基于光纖通信廣域保護技術的智能化饋線自動化是未來發展的必然趨勢。分布式智能保護饋線自動化作為一種過渡方式，可以在不完成通信的情況下實現快速的故障隔離和優化的故障恢復，并為無線通信、載波通信和光纖通信預留接口，當經濟條件允許時，通信模塊可以直接升級為更快、更優化的饋線自動化功能。

1.2.2智能變電站的發展方向。

變電站自動化正朝著由先進、可靠、節能環保設備組成的智能變電站方向發展。與傳統變電站相比，智能變電站將在技術、運行和管理水平上得到提升，對降低電網運行成本、促進效率提高、提高自動化水平具有現實意義。然而，智能變電站的研究和建設仍有待發展，但隨著技術的發展，未來的智能變電站還應具備以下功能：（1）設備可視化管理。（2）智能報警與故障信息綜合分析與決策。（3）操作優化控制。（4）安全自動控制。（5）站域保護。

1.3配電自動化的目標。

（1）電能質量和供電可靠性的提高為用戶提供了優質的電能;（2）電網供電能力的全面提高;（3）配電管理自動化的實現，各種管理信息的支持，管理水平和勞動生產率的提高;（4）配電網經濟運行的實現;（5）勞動生產率和服務質量的提高。

2基于物聯網配電自動化應用的主要特征，

目前，我國物聯網配電自動化應用的首要要求是智能配電網。同時，要滿足配網堅實、可靠、經濟、高效的要求，充分實現電力流、信息流、業務流的一體化。基于此，目前我國物聯網配電自動化應用具有以下特點。

首先，在配電網自動化的實際應用過程中，物聯網必須是一個專用網。雖然物聯網配電自動化的應用可以采取多種基礎網絡，但基礎網絡的應用應根據現場實際情況和配電網自動化的應用情況來判斷，電力行業的專用通信網也可以采用也是電力物聯網專用的新型通信網絡。當然，在配電自動化的應用中，如果出現突發事件，那么應急公共通信網絡就可以及時有效的采取。

其次，由于配電自動化物聯網的應用會受到網絡的影響，同時具有很高的標準和很高的嚴格的用戶認證和識別能力，可以為不同層次的用戶享受不同的物聯網服務。

第三，物聯網配電自動化應用本身具有良好的安全性和可靠性。因為電力物聯網是支撐電網業務的關鍵，所以目前的電力物聯網能夠極大地影響電力系統的安全穩定運行。因此，針對這種現象，有必要全面建設智能電網，既能有效地用于配電自動化，又能加強和保障配電自動化的安全可靠性。

最后，在物聯網配電自動化的應用過程中，充分體現了終端層所有事物的連通性。此外，物聯網配電自動化全面體現在網絡層的各個方向，具有良好的通信能力。

3基于物聯網的配電自動化應用研究

3.1基于物聯網的配電自動化應用解決方案

基于“云、管、邊、端”關鍵技術和應用支撐平臺，構建了“云、管、邊、端”集成系統集成解決方案。建設“云”主站，實現配電網運行、狀態、管理全過程的整體感知、數據融合和智能應用，支持配電網數字化運行維護。通過光纖專用網、無線專用網和無線公網的集成，實現了配電網的遠程通信網絡和本地通信網絡。配置綜合邊緣計算平臺的智能配電變壓器終端，實現配電網的本地數據處理。安裝分布式智能終端和集成即插即用功能的智能傳感設備，實現配電網數據的靈活采集。

以智能配變終端為核心，在站區配電室低壓出線及儀表箱、JP柜、箱變處設置分布式站區傳感終端，實現對電壓、電流、開關位置信息的采集、監測和分析在低壓出線和表箱t接點處，實現對停電區段的研究、判斷和報警，分布式站區傳感終端采用即插即用設計，不需要配電變壓器和主站側配置點表信息，配置智能電容器實現對站區電能質量和補償電容器投切狀態的實時監測;接入配電變壓器溫度信息，對其運行狀態進行實時監測和預警。配置溫濕度模塊，實現室內溫濕度監測和預警。

3.2配電網運維管理水平提升

通過基于物聯網的配電自動化的應用，可以使配電網中低壓故障的定位更加準確，實現故障原因的智能分析，通過主動搶修提高故障搶修的效率，減少停電時間。推進基于物聯網的配電自動化應用，可以降低配電設備的運行維護成本，包括降低設備維護成本、降低運行維護人員成本等，降低車輛設備等消耗品的利用率。

3.3優質供電服務水平提升

通過基于物聯網的配電自動化應用，將太陽能光伏、風力發電、儲能、電動汽車充電等從獨立的點對點業務轉變為統一的面對面業務群，各業務形成統一部署，更加合理地接入配網應用，全面治理各種新能源接入對現有配網的影響，提高新能源接入能力，我們創建了健康、充滿活力的生態系統，積極支持和培育了整個產業鏈。

結束語

基于物聯網的配電自動化應用是配電網能量管理長期變化的基礎。它將深刻改變傳統配電網的研究視角和應用模式。在“工業4”和“互聯網+”的潮流下，基于物聯網的配電自動化不僅要實現配電網技術突破，而且是以電網為核心的能源與工業互聯系統形成的技術基礎。

基于物聯網的配電自動化的應用是集成主從物理集成、即插即用互操作、全景感知、多源信息集成、信息多邊保護和內部強化以及工控安全等關鍵在現有配電網信息化、自動化和交互技術的基礎上，實現多源系統信息的深度集成。

突破物聯網配電自動化應用的理論和實踐，將全面提高配電網運行維護管理水平和優質供電服務水平，推動分銷管理由“生產型”向“服務型”顛覆性轉變，最終構建多方參與、合作共贏、協同進化的分銷物聯網生態系統。

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