基于通信電源技術的智能配電網絡設計與優化

沈雅潔，余子淳，劉旭東

（國網句容市供電公司，江蘇 句容 212400）

0 引 言

目前，通信電源技術不斷發展的過程中，是以通信供電智能化、便攜性為核心。隨著電網智能化水平的提高，電力配電系統智能化也得到增強，如配電系統的自診斷功能。通信電源技術對于維持智能配電網絡運行有著無可取代的作用，但依然存在一些問題，如通信電源管理和運營工作不夠完善，沒有形成一套規范化、精益化以及清晰化的管理維修方法，未按照安全條例規定組織蓄電池進行核對性充放電試驗等。正因上述問題的存在，通信電源都存在著很大的安全隱患，迫切需要對通信電源的管理和運營進行優化，以消除安全問題與隱患。智能通信電源能夠提高通信電源的管理與維修效率，減少由于電池老化而導致的安全事故，從而保證通信裝置的安全、穩定運行[1]。本文也以此為對象，探討通信電源技術在智能配電網絡設計與優化中的應用，明確智能配電網絡的應用價值，總結設計與優化方案。

1 智能配電網絡的應用優勢與特征

1.1 具有高度的交互性和智能化

與常規的配電網調度方式相比，智能配電網絡可以使用戶積極地參與到配電網的運營過程中，并具備較強的交互作用。智能配電網絡能夠按照客戶的真實用電需求和各種電子設備的消耗情況，對電力系統進行智能化的電力調度。在此基礎上，智能配電網的應用，也憑借其智能化水平高、交互性強的特征，可以有效提高國家對電力的使用效率和使用質量。

1.2 安全可靠

智能配電網絡的優點也在于其強大的安全性，具有極高的智能性以及穩定性。為了能讓智能配電網在5G 新時代下得到發展，需要大力提升其安全性以及完備性。若是發生自然災害，電力無線專網可解決災害發生后電力被斷的問題，且穩定性強，不會受其他線路的影響，對于配電速度而言有非常明顯的優勢。從這里可以看出，我國在未來建設配電網時，其主要投資方向是讓智能電網具有強大的安全性[2]。

1.3 降低運行成本且提高配電質量與效率

智能配電網絡可以對電網內資源進行智能調度，配電方面衍生出一系列服務、產品，能夠有效降低電網運行成本，提高配電質量和效率。在傳統的配電網運作方式下，配電網的運作費用一般很高，涉及到很多基礎設施的運作和維修工作，此外還會涉及到人力費用、各種時間費用等。然而，在智能配電網絡的運行方式下，有關技術人員可以通過計算機以及其他智能化的操作平臺，對整個地區的電網甚至是國家電網展開智能化的最優調度，這樣不但可以節省很多的人力和物力，還可以極大減少配電網調度的響應時間，使配電品質和效率得到極大提升，為經濟建設、發展等提供了有力保障[3]。

2 基于通信電源技術的智能配電網絡設計與優化對策

2.1 加強與物聯網的結合

目前，“互聯網+”的發展模式不斷得到推廣應用，但其對電力系統安全穩定運行的影響尚不明確，亟待解決。不管是在溫室種植、工業生產、教育還是技術研究方面，物聯網都得到了大量運用，配合電優化調度也是非常重要的一項內容。針對其本質進行分析，智能配電是物聯網在電力系統中的一項運用，加大物聯網的有效運用以及發展，就可以構成一個巨大的、覆蓋城鄉用戶和用電設備的物聯網絡，從而可以大大提高配電網的調度效率和智能化程度。在通信電源技術與物聯網融合發展的過程中，首先要利用無線傳感技術、射頻技術等，獲取用電設備與用戶的需求信息、使用量等；其次將通信網絡轉移至決策方面，利用大數據分析等方法對用戶用電數據展開最優分析，這樣才能夠真正達到智能化配電網的管理目的；最后以用戶的用電習慣作為依據，提出具有針對性的解決辦法。做好與物聯網的融合，提升智能水平，收集到更多的用戶信息，做好工作的優化、調試，為用戶提供優秀服務，同時可減少電量浪費[4]。

2.2 結合利用5G 技術

在之前的2G 網絡時代，效率極低，但通過網絡的不斷發展，4G 網絡已解決了這類問題，而5G 時代的來臨必然會對人們的生活造成顛覆。隨著通信速率的不斷提高，曾經無法實現的也逐漸成為了可能。進入5G 時代后，也為實現智能化配電系統的最優運行提供了動力。與常規的光纖通信相比，5G 環境下的無線通信具有帶寬高、容量大、譜效高、安全可靠等優點，不僅可以為智慧配網提供可靠的服務，還可以支撐圖像監控、應急救援等多種智能化業務，構成了以智慧配網為核心的泛在電力物聯網體系，其體系架構如圖1 所示。

圖1 泛在電力物聯網的體系架構

隨著5G 技術的發展，推進電力無線專網的全覆蓋成為了未來智能配電網優化調度的必然選擇。建立一個完全覆蓋的電力無線專用網，可以使智能配電網的接通率等得到明顯提高，特別是在自然災害的緊急救援中，具有重大的應用價值和意義[5]。

2.3 設計實施智能化檢修

電力通信電源是一種電力設備，在長時間的使用中必然會發生故障。因此，要保證電源設備的穩定運行，就需要不斷監測設備的狀況，一旦發現了問題，就要在最短的時間內對其進行檢修。但是，傳統方式以人力操作為主，這難免在監測和檢修效率上存在不足，而且無法徹底解決問題，所以這種方式并不適用于智能化檢修時代，建議利用電力智能通信電源技術來實現智能化檢修。例如，企業可將擁有直流電源的系統在線監測設備安裝于變電站中，做好電源系統的遠程監控工作。智能終端安裝完畢后，可接收電源系統的各類監測信息，根據信息特點有效判斷設備的實際情況，從而確定設備是否存在異常。如果出現異常，便會馬上發出預警，并通知人工進行維修，從而省去了維修前的人工檢查步驟，提升檢修工作效率。此外，在有可能的前提下，還可以在周圍設置一個調節裝置，當智能終端察覺到異常的時候，就會利用調節裝置來解決問題，實在無法解決時，人為發出警報，同時開啟緊急程序，防止問題繼續惡化。不僅如此，該方法還可以應用到電力系統的電容試驗中，試驗結果有利于電源節能，避免諧波污染，保證通信電源的正常運行[6]。

2.4 基于最優分配的智能配電系統的主要技術研究

2.4.1 配電數據通信網絡

配電數據通信網絡是實現智能配電系統最優、最有效、最經濟、最安全的一種重要手段。當前，配電數據的通信網絡是由光纖通信網組成，電網也致力于構建專業且干擾少的電力專網，提升通信網絡的質量，提高配網的傳輸效率，為我國智能配網的優化調度提供支撐。

2.4.2 傳感測量技術

傳感測量技術是智能配電系統中的核心技術，為實現智能配電系統的最優運行提供基礎技術支撐。而智能配電網也是物聯網的一部分，它也要對其進行數據采集和分析，并在智能化技術的支持下，作出相應的調度決策。傳感測量技術指的是對各種用電終端進行數據采集和測量，利用安裝在各種家電和用電終端上的無線感測裝置，對設備的用電量進行高效的測量和采集。在此基礎上，結合無線傳感器技術實現相關數據的傳送，為智能配電網最優運行方案的制定和實施奠定基礎。

2.4.3 高級配電自動化技術

高級配電自動化技術是智能配電網中最重要的一項技術，對采集到的用電信息進行分析，并構建模型，從而達到自動化配電管理的目的。高級配電自動化技術的終極目標是在改善電力系統電力品質的前提下，提升電力系統的穩定性，其發展水平以及應用現狀決定智能配電網的優化方案，其本質是將人工智能（Artificial Intelligence，AI）運用至電力系統中。高級配電自動化技術的運用可以將各項系統有效融合、管理，如配電地理信息系統、故障服務等，實現配電自動化的調試管理。如果系統存在電力故障，可在第一時間做出反應。而且運用智能配電網的一線人員大大減少，有效節約了人工費用，這對于配電優化調試起到重要作用[7,8]。

3 結 論

總的來說，智能配電網絡的優化調度設計是今后國家配電網發展的必然方向，伴隨著通信電源技術的廣泛運用，加之國家5G 技術等方面的應用與發展，國家智能配電網絡的優化調度設計水平也將會有明顯的提高，其智能化與自動化方面實現飛躍式發展。