泛在电力物联网在智能配电系统应用综述及展望

胡羽亮

【摘 要】构建泛在电力物联网作为支撑建设坚强智能电网以及能源互联网的重要内容，可以促进电网的平稳运行，实现异质能源友好接入以及更好地对用户进行服务。文章对泛在电力物联网在配电系統中的典型应用进行阐述，并对泛在电力物联网今后的发展前景进行展望。

【关键词】泛在电力物联网;配电网;智能电网

引言：配电网作为连接输电与用户的中间环节，只有保证其可靠运行才能实现电力的可靠供应。当下，现行配电网还存在很多不完善地方，如网架结构不够灵活、标准化程度低、无法满足用户多样化需求等等，要想提高配网的自动化与信息化水平，更好地对配网运行状态的监控，为用户提供高质量的服务，就应进一步对配电网进行升级和改造，从而将其功能进行充分地发挥。对于配电网而言，泛在电力物联网建设将极大程度提升配网运行状态的全面感知能力，保障分布式能源的友好接入，提高对新型负荷的弹性承载力，满足用户多样性用能需求，促进电网运营部门向枢纽型、平台型、共享型企业转型。

1泛在电力物联网

1.1含义

泛在电力物联网指的是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。

1.2基本特征

（1）微功率无线自组网（2）高速宽带载波通信（3）大容量电力光纤网（4）电力无线专网（5）实现低功耗广域窄带物联网（6）促进卫星通信终端的智能化（7）电力业务终端和用能终端向IT进化（8）满足精控、调度等实时业务敏捷处理、数据优服务的平台化（9）统一接入与连接的接口标准（10）结合运用水平和垂直专业化平台（11）平台的开放性和基于平台的智能化服务水平提升数据的共享化（12）应用层集中了大量感知层数据，成为重要数据资源（13）推动数据资源的开放和共享是发展的必然趋势（14）数据模型的标准化打通各个业务“烟囱式”壁垒（15）构建不同业务逻辑的横向贯通

1.2.1能源全过程管理

泛在电力物联网利用智能终端的感知力和边缘计算技术，优化调度了智能配电系统的多种资源，并灵活协同控制主动负荷。为了实现对电力设备和运行环境的全面感知，应该在电力物联网的基础上合理应用多参量传感集成技术。保证电力设备的安全运行应该利用物联网的感知能力，明确数字化表述运行状态，逐渐实现主动预测设备的故障情况。科学运用物联网的感知能力解决了监测设备健康状态和质量水平存在的问题，也提升了电网的运检效率。与此同时，结合人工智能与泛在电力物联网，集中处理了互联电网的实时响应控制与运行稳定安全的难题。泛在电力物联网在配用电侧利用关键性技术灵活使用配电网设备，方便更好的进行智能电网决策。泛在电力物联网应用于智能配电系统可支撑起电网侧与用户侧的数据互动，促进用电数据深化应用，构建高效应用的电力体系。

1.2.2深入融合电力物理子系统和信息子系统

现代化电力系统面向不同业务构建了多种形式的信息平台。但规划建设的数字化平台之间协调性不高，因此存在数据应用壁垒的情况，没有充分发挥应用数据资源的基本价值。建立的电力通信协能够解决存在的数据传输不标准的问题，但是数据描述模型仍然不完善，因此限制了应用范围。为此，泛在电力物联网应该在制定统一的感知数据模型的基础上充分利用多模多制式现场通信网络，简便灵活的应用智能物联网终端，支撑能源互联网的全景全息监测。与此同时，深入融合电力物理子系统和信息子系统达到了合理配置电力资源的目的，起到了指导电网增值服务的作用。

2 泛在电力物联网在配网中的典型应用

2.1提升客户服务水平

泛在电力物联网借鉴互联网思维，服务的重点在于提升客户满意度，更大范围的推广线上应用。具体技术表现在基于统一数据模型实现深度共享数据、业务实时在线处理，优化业务流程，引导推动综合能源等业务的快速发展。

2.2配电网运行状态在线监测与风险评估

现阶段，配电网决策过程中信息化手段和技术支撑还不完备，电力设备存在随坏随修、随检随修的现状。然而高比例间歇性能源与新型负荷的快速增长对配电网供电可靠性与供电质量的要求越来越高。泛在电力物联网技术的应用，能够使配网系统实时感知电力设备的运行状态，评估配电网运行风险，从而及时排除故障隐患。

2.2.1丰富在线监测的方式

在良好的通信基础条件下，可以更好的对不同故障类型进行识别，如基于红外热成像技术的配网设备温度在线监测方法，检修人员可以及时的发现设备中的故障问题，从而及时采取有效的措施对设备展开维修，避免因停电事故而影响人们的工作和生活。

2.2.2评估电网运行安全风险

对配电网历史运行数据进行详细的分析，并通过机器学习等人工智能方法展开对配网运行现状的风险评估工作，从而及时的发现系统中的薄弱环节，使供电系统的可靠性得到提升，从而进行智能配电网全景风险管控和自愈控制。

3 挑战及展望

3.1配电系统的调控

配电系统对底层设备的监测覆盖范围较窄，不利于加强配电系统调控精细化需求，需要不断地提高配电网通信系统的覆盖广度，从而形成一个功能较强的通信网络，可以通过不断改变底层传感器的运行方式、加强对物联网终端硬件的开发水平，从而满足配电系统精准化调控的需要。

3.2数据的互联与共享

泛在电力物联网包含电网内部数据，用户侧用能数据和一些能源系统数据，这些数据在更新时间、数据来源以及数据量方面存在明显的不同，因此应考虑到多源异构数据的统一管理问题，可以从大数据存储策略设计，大数据跨平台迁移策略设计等方面来进一步增强电力系统大数据管理效率。用户侧数据以及其他能源系统的数据如何与配电网数据展开互联共享，这也是通信技术发展过程中所面临的重要问题，今后如何将泛在物联网技术与配电系统进行有效的结合，实现信息的有效衔接，保证信息安全性和稳定性，这都将成为今后研究的重点。

4 结束语

综上所述，泛在电力物联网将物联网技术与智能配电系统进行整合，将电力客户及其设备、人和物连接起来，产生共享数据，为用户、配电网服务。泛在电力物联网的应用不仅可以实现对配电网运行的全面感知与控制，还可使各个不同数据平台间的数据融通互联，提供价值服务。总之，泛在电力物联网在智能配电系统中的应用可助力破解当前传统配电网瓶颈，同时，泛在电力物联网在智能配电系统中的建设和应用也需要社会各方的广泛参与，做好技术攻关，实现全产业升级。

参考文献：

[1]杨挺，翟峰，赵英杰，盆海波.泛在电力物联网释义与研究展望[J].电力系统自动化，2019，43（13）：9-20+53.

[2]张亚健，杨挺，孟广雨.泛在电力物联网在智能配电系统应用综述及展望[J].电力建设，2019，40（06）：1-12.

（作者单位：浙江省杭州市余杭区供电公司）