安科瑞 鮑靜君

摘要：本篇文章首先對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用意義進(jìn)行闡述，從感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層等方面，對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)進(jìn)行介紹，并結(jié)合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)，提出泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用展望。  

關(guān)鍵詞：電力物聯(lián)網(wǎng)；智能電網(wǎng)；智能配電系統(tǒng)

隨著社會(huì)發(fā)展及人們生活水平的提升，對(duì)電力需求量不斷增多，為了更好滿足群眾用電需求，電力企業(yè)開始逐步加大電網(wǎng)建設(shè)力度。在電網(wǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)充的環(huán)境下，發(fā)電設(shè)備容量隨之升高，并且諸多分布式新能源出現(xiàn)，電網(wǎng)連接主體數(shù)量增加，已經(jīng)成為能源改革的核心要點(diǎn)，對(duì)其靈活應(yīng)用和智能化發(fā)展提出嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。通過建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，能夠有效處理電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展中各項(xiàng)問題，是電力企業(yè)關(guān)注和改革的方向。把泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在智能配電網(wǎng)系統(tǒng)中，對(duì)提升電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，促進(jìn)電網(wǎng)企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展有著現(xiàn)實(shí)性意義。 

1、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)的應(yīng)用意義

配電網(wǎng)是連接輸電和用戶的重要方式，其運(yùn)行安全性將直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全和用電安全。隨著智能電網(wǎng)系統(tǒng)的出現(xiàn)，促進(jìn)了配電網(wǎng)應(yīng)用功能的轉(zhuǎn)變，特別是高比例分布式電網(wǎng)的出現(xiàn)，給配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行安全提出更高標(biāo)準(zhǔn)。配電網(wǎng)已經(jīng)由之前單向電能提供商朝著雙能量流動(dòng)趨勢(shì)改變。當(dāng)前配電網(wǎng)存在覆蓋面積小、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不平穩(wěn)等特點(diǎn)，已經(jīng)無法滿足用戶用電需求。所以，提高配電網(wǎng)信息化水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行情況的智能監(jiān)控，向用戶提供多元化用電服務(wù)，已經(jīng)成為電力行業(yè)發(fā)展迫切要求。

從配電網(wǎng)自身角度來說，將泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到智能配電系統(tǒng)中，在某種程度上有效增強(qiáng)配電網(wǎng)運(yùn)行能力，保證分布式能源充分連接，提高新型荷載承載能力，滿足各個(gè)用戶用電需求，讓電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商朝著共享型、智能型方向發(fā)展。                                             

2、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)介紹 

2.1、感知層

感知層作為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢，其發(fā)揮的功能在于，通過利用各種類型傳感器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)感知處理。感知層設(shè)備包含電網(wǎng)一層系統(tǒng)，如電壓電流互感器、電能表等，通過泛在感知層獲取泛在電力物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行情況，讓電網(wǎng)在面對(duì)各種間歇性能源并網(wǎng)中穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)際找出存在的安全問題，對(duì)問題進(jìn)行安全評(píng)估。與此同時(shí)，通過調(diào)整電網(wǎng)拓展，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的把控，優(yōu)化用戶用電模式，提升電網(wǎng)運(yùn)行效率，減少不必要安全問題出現(xiàn)。

2.2、網(wǎng)絡(luò)層 

網(wǎng)絡(luò)層具備的功能就是在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)各種類型業(yè)務(wù)中，提供專業(yè)的服務(wù)信息，保證通信服務(wù)質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)層根據(jù)安全級(jí)別和數(shù)據(jù)類型，將其劃分成內(nèi)部專網(wǎng)及互聯(lián)外網(wǎng)，具體通信方式需要結(jié)合實(shí)際情況、傳輸距離、經(jīng)濟(jì)情況等靈活選擇，其中包括移動(dòng)空中網(wǎng)、傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)等。電力線載波和230MHz無線通信給電力通信系統(tǒng)提供了通信方式，隨著5G 時(shí)代的來臨，給泛在電力物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行提供了新的通信形式。

2.3、平臺(tái)層

針對(duì)平臺(tái)層來說，承載了諸多電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、用戶用電能數(shù)據(jù)和其他能源數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)了各類數(shù)據(jù)信息的保存和處理。平臺(tái)層的功能在于將傳統(tǒng)能源運(yùn)行生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的信息碎片化保存問題處理，及時(shí)解決信息“孤島”現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)信息的傳遞和共享。通過建立數(shù)據(jù)平臺(tái)，在該平臺(tái)的作用下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)傳遞和獲取，對(duì)上層大數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保存，并提供跨區(qū)域共享數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)功能的完善，促進(jìn)電力系統(tǒng)發(fā)展方向轉(zhuǎn)型。

2.4、應(yīng)用層

應(yīng)用層作為電力系統(tǒng)樞紐，具有樞紐型、平臺(tái)型等特點(diǎn)，具備的功能在于基于海量電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和用戶用電數(shù)據(jù)信息下，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)追蹤和監(jiān)管，整合綜合能演系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)，通過建設(shè)應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和用戶系統(tǒng)相互感動(dòng)和傳遞。

3、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

3.1、智能化終端技術(shù)

結(jié)合當(dāng)前情況來說，電力物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)終端一般包含了智能電表、輸變電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)等。當(dāng)前具有的終端標(biāo)準(zhǔn)各不相同，需要結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)構(gòu)建統(tǒng)一架構(gòu)體系，統(tǒng)一智能化終端研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，形成統(tǒng)一的業(yè)務(wù)終端系統(tǒng)。在應(yīng)用過程中，應(yīng)該結(jié)合智能業(yè)務(wù)終端要求，對(duì)接口協(xié)議及數(shù)據(jù)格式重新優(yōu)化，根據(jù)智能芯片進(jìn)度要求，促進(jìn)新型業(yè)務(wù)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)存量終端更新?lián)Q代處理。與此同時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)跨專業(yè)數(shù)據(jù)資源采集，優(yōu)化多終端功能，提高業(yè)務(wù)終端應(yīng)用效率。

3.2、通信網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)

通信網(wǎng)作為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中*的一部分，根據(jù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)及應(yīng)用要求，通信網(wǎng)在骨干光纜纖芯數(shù)量及光纖覆蓋方面出現(xiàn)的問題，無線專網(wǎng)技術(shù)選擇和建設(shè)存在一定滯后性，不能迎合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對(duì)業(yè)務(wù)寬甸應(yīng)用要求。

（1）通信網(wǎng)架構(gòu)優(yōu)化

 結(jié)合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化省級(jí)傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建設(shè)OTN雙平面，提高省市互聯(lián)互通功能。通過完善骨干光纜網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，有效處理骨干斷面無空余光纜纖芯問題。通過對(duì)城市傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)改革，強(qiáng)化“PTN+SDH”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，建設(shè)完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)組網(wǎng)接入靈活性和承載能力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展地區(qū)網(wǎng)絡(luò)傳輸。進(jìn)行縣域傳輸網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改革，處理縣域傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋范疇少、低寬帶問題，滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備大規(guī)模連接和控制電網(wǎng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)應(yīng)用需求。

（2）無線通信網(wǎng)技術(shù)研究

5G作為一種新的移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，是無線接入的重要發(fā)展方向。在5G 時(shí)代背景下，應(yīng)該應(yīng)用軟件定義網(wǎng)絡(luò)及邊緣計(jì)算技術(shù)，探究應(yīng)用 5G 技術(shù)滿足業(yè)務(wù)跟新終端接入速率及低業(yè)務(wù)栓術(shù)時(shí)延要求。在寬帶上，可以滿足調(diào)度、運(yùn)檢等電網(wǎng)業(yè)務(wù)升級(jí)要求。在時(shí)延方面，能夠滿足配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)發(fā)展要求；在連接方面，可以滿足泛在化、多樣化終端設(shè)備接入要求。

3.3、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

要想將泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用價(jià)值充分發(fā)揮，在進(jìn)行泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中，需要在能源數(shù)據(jù)分析平臺(tái)作用下進(jìn)行，通過應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)建模及數(shù)據(jù)仿真等技術(shù)作用下，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的廣泛應(yīng)用，提高大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，增強(qiáng)數(shù)據(jù)融合能力，輔助相關(guān)部門及電力企業(yè)協(xié)同發(fā)展。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，能源管理主要是把能源互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)作核心，把電能當(dāng)作主體，綜合冷、熱、電等分布式能源，科學(xué)建設(shè)“源-網(wǎng)-荷”互動(dòng)的區(qū)域型能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。通過構(gòu)建能源大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，促進(jìn)數(shù)據(jù)傳遞和共享，實(shí)現(xiàn)能源協(xié)調(diào)管理，引導(dǎo)能源行業(yè)健康發(fā)展。

4、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用展望

4.1、提升電網(wǎng)運(yùn)行安全性

在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的環(huán)境下，有效的處理當(dāng)前我國(guó)在能源分配不均衡、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)定不合理等問題。一方面，通過應(yīng)用數(shù)據(jù)傳遞和大數(shù)據(jù)分析等現(xiàn)代化技術(shù)，依托于運(yùn)檢智能分析系統(tǒng)，促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)維檢修水平的提升，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的智能化和數(shù)字化，給電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)預(yù)警、智能檢查等提供支持。另一方面，對(duì)風(fēng)能、太陽能等應(yīng)用情況實(shí)施監(jiān)管，統(tǒng)一完善電力能源調(diào)度系統(tǒng)，提升電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性和專業(yè)性。除此之外，在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的作用下，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)，促進(jìn)上下游信息聯(lián)通，提升精益化管理水平，保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2、減少*能源消耗

從對(duì)當(dāng)前情況來說，隨著國(guó)家社會(huì)快速發(fā)展，對(duì)*能源應(yīng)用消耗力度不斷變大，為了實(shí)現(xiàn)*能源的穩(wěn)定發(fā)展，國(guó)家發(fā)展可再生能源，如太陽能、風(fēng)能等。因?yàn)轱L(fēng)能發(fā)電自身具有間歇特點(diǎn)，一些區(qū)域缺少調(diào)頻調(diào)相設(shè)備、電網(wǎng)靈活度不強(qiáng)，從而造成棄風(fēng)、棄電現(xiàn)象出現(xiàn)。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的作用下，通過將建設(shè)模擬電廠智能控制平臺(tái)，利用分布式清潔能源數(shù)據(jù)及用電負(fù)荷信息，優(yōu)化并改革分布式能源調(diào)度系統(tǒng)，完善電力交易互聯(lián)網(wǎng)平

臺(tái)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)控制，根據(jù)實(shí)際需求增減負(fù)荷，減少分布式能源并網(wǎng)帶來的沖擊，促進(jìn)清潔型能源的應(yīng)用。

4.3、推動(dòng)綜合能源服務(wù)

根據(jù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，建設(shè)把“用戶為中心”的綜合性能源服務(wù)平臺(tái)，給電網(wǎng)企業(yè)和用戶之間提供廣闊的交流平臺(tái)。綜合性能源服務(wù)平臺(tái)主要結(jié)合能效管理、需求響應(yīng)及電力交易等內(nèi)容進(jìn)行，提供能源互聯(lián)網(wǎng)用戶服務(wù)，拓展能源消耗模式，更好的滿足各個(gè)電力用戶自身需求，引導(dǎo)用戶參與其中，感受良好的綜合能源服務(wù)體驗(yàn)，引導(dǎo)綜合能源模式的快速發(fā)展。

5、安科瑞變電所運(yùn)維云平臺(tái)及硬件的選型

5.1、云平臺(tái)簡(jiǎn)介

隨著國(guó)家電網(wǎng)改革政策的逐步推進(jìn)和落實(shí)，普通線下運(yùn)維模式已無法滿足市場(chǎng)需求，迫切需要配套智能化線上運(yùn)維管理和服務(wù)平臺(tái)，安科瑞變電所運(yùn)維云平臺(tái)（AcrelCloud-1000）根據(jù)市場(chǎng)需求反饋，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，為電力運(yùn)維公司提供配套線上運(yùn)維服務(wù)，該平臺(tái)作為連接運(yùn)維單位和用電企業(yè)的紐帶，監(jiān)視用戶配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和電量數(shù)據(jù)，為客戶提供更好的運(yùn)維服務(wù)，平臺(tái)提供系統(tǒng)總覽、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量分析、用電統(tǒng)計(jì)分析和日/月/年電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表、異常預(yù)警、事故報(bào)警和事件記錄、運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)、運(yùn)維巡檢派單等功能，并支持多平臺(tái)、多終端數(shù)據(jù)訪問，

5.2、應(yīng)用場(chǎng)所：

（一）電力運(yùn)行維護(hù)企業(yè)；

（二）連鎖商業(yè)、門店；

（三）物業(yè)管理企業(yè)；

（四）集團(tuán)企業(yè)；

（五）院校主管單位；

（六）智慧社區(qū)，

5.3、平臺(tái)結(jié)構(gòu)

5.4、平臺(tái)主要功能

5.5、云平臺(tái)配置

現(xiàn)場(chǎng)硬件配置

6、結(jié)束語

總而言之，通過把泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中，可以促進(jìn)我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)高水平發(fā)展，這也是當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)企業(yè)成功轉(zhuǎn)型的重要方向。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)作用下，通過突破智能化終端、通信網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)難關(guān)，科學(xué)構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，引導(dǎo)電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)清潔型能源應(yīng)用，引導(dǎo)綜合能源服務(wù)快速發(fā)展，給能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。