安科瑞 鮑靜君

摘要：本篇文章首先對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應用意義進行闡述，從感知層、網(wǎng)絡層、平臺層、應用層等方面，對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構進行介紹，并結合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應用技術，提出泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應用展望。  

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

隨著社會發(fā)展及人們生活水平的提升，對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)建設力度。在電網(wǎng)規(guī)模逐漸擴充的環(huán)境下，發(fā)電設備容量隨之升高，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，已經成為能源改革的核心要點，對其靈活應用和智能化發(fā)展提出嚴格標準。通過建設泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，能夠有效處理電網(wǎng)建設發(fā)展中各項問題，是電力企業(yè)關注和改革的方向。把泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應用在智能配電網(wǎng)系統(tǒng)中，對提升電網(wǎng)運行質量，促進電網(wǎng)企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展有著現(xiàn)實性意義。 

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

配電網(wǎng)是連接輸電和用戶的重要方式，其運行安全性將直接影響整個電力系統(tǒng)運行安全和用電安全。隨著智能電網(wǎng)系統(tǒng)的出現(xiàn)，促進了配電網(wǎng)應用功能的轉變，特別是高比例分布式電網(wǎng)的出現(xiàn)，給配電網(wǎng)系統(tǒng)運行安全提出更高標準。配電網(wǎng)已經由之前單向電能提供商朝著雙能量流動趨勢改變。當前配電網(wǎng)存在覆蓋面積小、網(wǎng)架結構不平穩(wěn)等特點，已經無法滿足用戶用電需求。所以，提高配電網(wǎng)信息化水平，實現(xiàn)對配電網(wǎng)運行情況的智能監(jiān)控，向用戶提供多元化用電服務，已經成為電力行業(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)應用到智能配電系統(tǒng)中，在某種程度上有效增強配電網(wǎng)運行能力，保證分布式能源充分連接，提高新型荷載承載能力，滿足各個用戶用電需求，讓電網(wǎng)運營商朝著共享型、智能型方向發(fā)展。                                             

2、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構介紹 

2.1、感知層

感知層作為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的神經末梢，其發(fā)揮的功能在于，通過利用各種類型傳感器設備，實現(xiàn)感知處理。感知層設備包含電網(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)運行情況，讓電網(wǎng)在面對各種間歇性能源并網(wǎng)中穩(wěn)定運行，實際找出存在的安全問題，對問題進行安全評估。與此同時，通過調整電網(wǎng)拓展，實現(xiàn)對電源的把控，優(yōu)化用戶用電模式，提升電網(wǎng)運行效率，減少不必要安全問題出現(xiàn)。

2.2、網(wǎng)絡層 

網(wǎng)絡層具備的功能就是在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)各種類型業(yè)務中，提供專業(yè)的服務信息，保證通信服務質量。網(wǎng)絡層根據(jù)安全級別和數(shù)據(jù)類型，將其劃分成內部專網(wǎng)及互聯(lián)外網(wǎng)，具體通信方式需要結合實際情況、傳輸距離、經濟情況等靈活選擇，其中包括移動空中網(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 時代的來臨，給泛在電力物聯(lián)網(wǎng)運行提供了新的通信形式。

2.3、平臺層

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

2.4、應用層

應用層作為電力系統(tǒng)樞紐，具有樞紐型、平臺型等特點，具備的功能在于基于海量電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)和用戶用電數(shù)據(jù)信息下，對電網(wǎng)運行情況進行及時追蹤和監(jiān)管，整合綜合能演系統(tǒng)運營業(yè)務，通過建設應用平臺，實現(xiàn)電網(wǎng)和用戶系統(tǒng)相互感動和傳遞。

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

3.1、智能化終端技術

結合當前情況來說，電力物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務終端一般包含了智能電表、輸變電監(jiān)測系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)、調度自動化系統(tǒng)等。當前具有的終端標準各不相同，需要結合實際情況，科學構建統(tǒng)一架構體系，統(tǒng)一智能化終端研發(fā)標準，形成統(tǒng)一的業(yè)務終端系統(tǒng)。在應用過程中，應該結合智能業(yè)務終端要求，對接口協(xié)議及數(shù)據(jù)格式重新優(yōu)化，根據(jù)智能芯片進度要求，促進新型業(yè)務模式的轉型升級，實現(xiàn)存量終端更新?lián)Q代處理。與此同時，應該加強對跨專業(yè)數(shù)據(jù)資源采集，優(yōu)化多終端功能，提高業(yè)務終端應用效率。

3.2、通信網(wǎng)優(yōu)化技術

通信網(wǎng)作為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層中*的一部分，根據(jù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設及應用要求，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)技術選擇和建設存在一定滯后性，不能迎合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對業(yè)務寬甸應用要求。

（1）通信網(wǎng)架構優(yōu)化

 結合建設標準，優(yōu)化省級傳輸網(wǎng)絡結構，建設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)架結構，有效處理骨干斷面無空余光纜纖芯問題。通過對城市傳輸網(wǎng)結構改革，強化“PTN+SDH”網(wǎng)絡架構，建設完善的網(wǎng)絡結構，增強組網(wǎng)接入靈活性和承載能力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展地區(qū)網(wǎng)絡傳輸。進行縣域傳輸網(wǎng)絡升級改革，處理縣域傳輸網(wǎng)絡覆蓋范疇少、低寬帶問題，滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)設備大規(guī)模連接和控制電網(wǎng)生產業(yè)務應用需求。

（2）無線通信網(wǎng)技術研究

5G作為一種新的移動通信技術發(fā)展趨勢，是無線接入的重要發(fā)展方向。在5G 時代背景下，應該應用軟件定義網(wǎng)絡及邊緣計算技術，探究應用 5G 技術滿足業(yè)務跟新終端接入速率及低業(yè)務栓術時延要求。在寬帶上，可以滿足調度、運檢等電網(wǎng)業(yè)務升級要求。在時延方面，能夠滿足配電自動化業(yè)務發(fā)展要求；在連接方面，可以滿足泛在化、多樣化終端設備接入要求。

3.3、大數(shù)據(jù)分析技術

要想將泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應用價值充分發(fā)揮，在進行泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設過程中，需要在能源數(shù)據(jù)分析平臺作用下進行，通過應用數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)建模及數(shù)據(jù)仿真等技術作用下，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析技術的廣泛應用，提高大數(shù)據(jù)技術應用價值，增強數(shù)據(jù)融合能力，輔助相關部門及電力企業(yè)協(xié)同發(fā)展。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，能源管理主要是把能源互聯(lián)網(wǎng)當作核心，把電能當作主體，綜合冷、熱、電等分布式能源，科學建設“源-網(wǎng)-荷”互動的區(qū)域型能源互聯(lián)網(wǎng)絡。通過構建能源大數(shù)據(jù)分析平臺，促進數(shù)據(jù)傳遞和共享，實現(xiàn)能源協(xié)調管理，引導能源行業(yè)健康發(fā)展。

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

4.1、提升電網(wǎng)運行安全性

在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的環(huán)境下，有效的處理當前我國在能源分配不均衡、電網(wǎng)結構設定不合理等問題。一方面，通過應用數(shù)據(jù)傳遞和大數(shù)據(jù)分析等現(xiàn)代化技術，依托于運檢智能分析系統(tǒng)，促進電網(wǎng)運維檢修水平的提升，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的智能化和數(shù)字化，給電網(wǎng)設備實時監(jiān)控、自動預警、智能檢查等提供支持。另一方面，對風能、太陽能等應用情況實施監(jiān)管，統(tǒng)一完善電力能源調度系統(tǒng)，提升電網(wǎng)運行的靈活性和專業(yè)性。除此之外，在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的作用下，實現(xiàn)電網(wǎng)設備統(tǒng)一規(guī)劃和設計，促進上下游信息聯(lián)通，提升精益化管理水平，保證電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

4.2、減少*能源消耗

從對當前情況來說，隨著國家社會快速發(fā)展，對*能源應用消耗力度不斷變大，為了實現(xiàn)*能源的穩(wěn)定發(fā)展，國家發(fā)展可再生能源，如太陽能、風能等。因為風能發(fā)電自身具有間歇特點，一些區(qū)域缺少調頻調相設備、電網(wǎng)靈活度不強，從而造成棄風、棄電現(xiàn)象出現(xiàn)。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的作用下，通過將建設模擬電廠智能控制平臺，利用分布式清潔能源數(shù)據(jù)及用電負荷信息，優(yōu)化并改革分布式能源調度系統(tǒng)，完善電力交易互聯(lián)網(wǎng)平

臺，實現(xiàn)區(qū)域協(xié)調控制，根據(jù)實際需求增減負荷，減少分布式能源并網(wǎng)帶來的沖擊，促進清潔型能源的應用。

4.3、推動綜合能源服務

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

5、安科瑞變電所運維云平臺及硬件的選型

5.1、云平臺簡介

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

5.2、應用場所：

（一）電力運行維護企業(yè)；

（二）連鎖商業(yè)、門店；

（三）物業(yè)管理企業(yè)；

（四）集團企業(yè)；

（五）院校主管單位；

（六）智慧社區(qū)，

5.3、平臺結構

5.4、平臺主要功能

5.5、云平臺配置

現(xiàn)場硬件配置

6、結束語

總而言之，通過把泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應用到智能電網(wǎng)中，可以促進我國能源互聯(lián)網(wǎng)高水平發(fā)展，這也是當前我國電網(wǎng)企業(yè)成功轉型的重要方向。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)化技術難關，科學構建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，引導電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行，促進清潔型能源應用，引導綜合能源服務快速發(fā)展，給能源互聯(lián)網(wǎng)建設和發(fā)展打下良好基礎。