基于通信电源技术的智能配电网络设计与优化

沈雅洁，余子淳，刘旭东

（国网句容市供电公司，江苏 句容 212400）

0 引 言

目前，通信电源技术不断发展的过程中，是以通信供电智能化、便携性为核心。随着电网智能化水平的提高，电力配电系统智能化也得到增强，如配电系统的自诊断功能。通信电源技术对于维持智能配电网络运行有着无可取代的作用，但依然存在一些问题，如通信电源管理和运营工作不够完善，没有形成一套规范化、精益化以及清晰化的管理维修方法，未按照安全条例规定组织蓄电池进行核对性充放电试验等。正因上述问题的存在，通信电源都存在着很大的安全隐患，迫切需要对通信电源的管理和运营进行优化，以消除安全问题与隐患。智能通信电源能够提高通信电源的管理与维修效率，减少由于电池老化而导致的安全事故，从而保证通信装置的安全、稳定运行[1]。本文也以此为对象，探讨通信电源技术在智能配电网络设计与优化中的应用，明确智能配电网络的应用价值，总结设计与优化方案。

1 智能配电网络的应用优势与特征

1.1 具有高度的交互性和智能化

与常规的配电网调度方式相比，智能配电网络可以使用户积极地参与到配电网的运营过程中，并具备较强的交互作用。智能配电网络能够按照客户的真实用电需求和各种电子设备的消耗情况，对电力系统进行智能化的电力调度。在此基础上，智能配电网的应用，也凭借其智能化水平高、交互性强的特征，可以有效提高国家对电力的使用效率和使用质量。

1.2 安全可靠

智能配电网络的优点也在于其强大的安全性，具有极高的智能性以及稳定性。为了能让智能配电网在5G 新时代下得到发展，需要大力提升其安全性以及完备性。若是发生自然灾害，电力无线专网可解决灾害发生后电力被断的问题，且稳定性强，不会受其他线路的影响，对于配电速度而言有非常明显的优势。从这里可以看出，我国在未来建设配电网时，其主要投资方向是让智能电网具有强大的安全性[2]。

1.3 降低运行成本且提高配电质量与效率

智能配电网络可以对电网内资源进行智能调度，配电方面衍生出一系列服务、产品，能够有效降低电网运行成本，提高配电质量和效率。在传统的配电网运作方式下，配电网的运作费用一般很高，涉及到很多基础设施的运作和维修工作，此外还会涉及到人力费用、各种时间费用等。然而，在智能配电网络的运行方式下，有关技术人员可以通过计算机以及其他智能化的操作平台，对整个地区的电网甚至是国家电网展开智能化的最优调度，这样不但可以节省很多的人力和物力，还可以极大减少配电网调度的响应时间，使配电品质和效率得到极大提升，为经济建设、发展等提供了有力保障[3]。

2 基于通信电源技术的智能配电网络设计与优化对策

2.1 加强与物联网的结合

目前，“互联网+”的发展模式不断得到推广应用，但其对电力系统安全稳定运行的影响尚不明确，亟待解决。不管是在温室种植、工业生产、教育还是技术研究方面，物联网都得到了大量运用，配合电优化调度也是非常重要的一项内容。针对其本质进行分析，智能配电是物联网在电力系统中的一项运用，加大物联网的有效运用以及发展，就可以构成一个巨大的、覆盖城乡用户和用电设备的物联网络，从而可以大大提高配电网的调度效率和智能化程度。在通信电源技术与物联网融合发展的过程中，首先要利用无线传感技术、射频技术等，获取用电设备与用户的需求信息、使用量等；其次将通信网络转移至决策方面，利用大数据分析等方法对用户用电数据展开最优分析，这样才能够真正达到智能化配电网的管理目的；最后以用户的用电习惯作为依据，提出具有针对性的解决办法。做好与物联网的融合，提升智能水平，收集到更多的用户信息，做好工作的优化、调试，为用户提供优秀服务，同时可减少电量浪费[4]。

2.2 结合利用5G 技术

在之前的2G 网络时代，效率极低，但通过网络的不断发展，4G 网络已解决了这类问题，而5G 时代的来临必然会对人们的生活造成颠覆。随着通信速率的不断提高，曾经无法实现的也逐渐成为了可能。进入5G 时代后，也为实现智能化配电系统的最优运行提供了动力。与常规的光纤通信相比，5G 环境下的无线通信具有带宽高、容量大、谱效高、安全可靠等优点，不仅可以为智慧配网提供可靠的服务，还可以支撑图像监控、应急救援等多种智能化业务，构成了以智慧配网为核心的泛在电力物联网体系，其体系架构如图1 所示。

图1 泛在电力物联网的体系架构

随着5G 技术的发展，推进电力无线专网的全覆盖成为了未来智能配电网优化调度的必然选择。建立一个完全覆盖的电力无线专用网，可以使智能配电网的接通率等得到明显提高，特别是在自然灾害的紧急救援中，具有重大的应用价值和意义[5]。

2.3 设计实施智能化检修

电力通信电源是一种电力设备，在长时间的使用中必然会发生故障。因此，要保证电源设备的稳定运行，就需要不断监测设备的状况，一旦发现了问题，就要在最短的时间内对其进行检修。但是，传统方式以人力操作为主，这难免在监测和检修效率上存在不足，而且无法彻底解决问题，所以这种方式并不适用于智能化检修时代，建议利用电力智能通信电源技术来实现智能化检修。例如，企业可将拥有直流电源的系统在线监测设备安装于变电站中，做好电源系统的远程监控工作。智能终端安装完毕后，可接收电源系统的各类监测信息，根据信息特点有效判断设备的实际情况，从而确定设备是否存在异常。如果出现异常，便会马上发出预警，并通知人工进行维修，从而省去了维修前的人工检查步骤，提升检修工作效率。此外，在有可能的前提下，还可以在周围设置一个调节装置，当智能终端察觉到异常的时候，就会利用调节装置来解决问题，实在无法解决时，人为发出警报，同时开启紧急程序，防止问题继续恶化。不仅如此，该方法还可以应用到电力系统的电容试验中，试验结果有利于电源节能，避免谐波污染，保证通信电源的正常运行[6]。

2.4 基于最优分配的智能配电系统的主要技术研究

2.4.1 配电数据通信网络

配电数据通信网络是实现智能配电系统最优、最有效、最经济、最安全的一种重要手段。当前，配电数据的通信网络是由光纤通信网组成，电网也致力于构建专业且干扰少的电力专网，提升通信网络的质量，提高配网的传输效率，为我国智能配网的优化调度提供支撑。

2.4.2 传感测量技术

传感测量技术是智能配电系统中的核心技术，为实现智能配电系统的最优运行提供基础技术支撑。而智能配电网也是物联网的一部分，它也要对其进行数据采集和分析，并在智能化技术的支持下，作出相应的调度决策。传感测量技术指的是对各种用电终端进行数据采集和测量，利用安装在各种家电和用电终端上的无线感测装置，对设备的用电量进行高效的测量和采集。在此基础上，结合无线传感器技术实现相关数据的传送，为智能配电网最优运行方案的制定和实施奠定基础。

2.4.3 高级配电自动化技术

高级配电自动化技术是智能配电网中最重要的一项技术，对采集到的用电信息进行分析，并构建模型，从而达到自动化配电管理的目的。高级配电自动化技术的终极目标是在改善电力系统电力品质的前提下，提升电力系统的稳定性，其发展水平以及应用现状决定智能配电网的优化方案，其本质是将人工智能（Artificial Intelligence，AI）运用至电力系统中。高级配电自动化技术的运用可以将各项系统有效融合、管理，如配电地理信息系统、故障服务等，实现配电自动化的调试管理。如果系统存在电力故障，可在第一时间做出反应。而且运用智能配电网的一线人员大大减少，有效节约了人工费用，这对于配电优化调试起到重要作用[7,8]。

3 结 论

总的来说，智能配电网络的优化调度设计是今后国家配电网发展的必然方向，伴随着通信电源技术的广泛运用，加之国家5G 技术等方面的应用与发展，国家智能配电网络的优化调度设计水平也将会有明显的提高，其智能化与自动化方面实现飞跃式发展。