泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在低壓配電網(wǎng)中的應(yīng)用

王敏

湖南華晨工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410001

1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念

對(duì)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念，我國的很多電力企業(yè)給出了這樣的解釋：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是將源、網(wǎng)以及荷三個(gè)層面之中的人、物以及設(shè)備等實(shí)現(xiàn)充分的連接，并使之達(dá)成一種泛在感知，然后通過當(dāng)今先進(jìn)可靠的通信技術(shù)和信息處理技術(shù)，提供、發(fā)送以及使用海量的數(shù)據(jù)，使這些數(shù)據(jù)在電網(wǎng)的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)共享，最終實(shí)現(xiàn)信息流、能量流以及業(yè)務(wù)流在整個(gè)電網(wǎng)中的一體化融合，進(jìn)一步提升電網(wǎng)價(jià)值服務(wù)，創(chuàng)造一個(gè)更加高效可靠的平臺(tái)。

1.2 泛在物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)具有高效的感知、智能、傳遞能力的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了通信自動(dòng)化、傳感等多個(gè)項(xiàng)目。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)具有的特征，能夠分析泛在物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，包括：信息感知全面，組網(wǎng)快速靈活；信息融合度高，通信方式靈活；可拓展性較強(qiáng)，智能化程度高。

（1）信息感知全面，組網(wǎng)快速靈活。泛在聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)中感知較為全面，組網(wǎng)比較靈活，主要依賴于泛在物聯(lián)網(wǎng)中傳感器能夠有效找到電力系統(tǒng)各方面的電力設(shè)備。與傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)相比，泛在聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更快捷、精準(zhǔn)。隨著無線技術(shù)的發(fā)展，泛在物聯(lián)網(wǎng)能夠有效結(jié)合無線通信技術(shù)，從而進(jìn)行靈活部署，且自主對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行全方位的理解，對(duì)周圍環(huán)境電力系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行完整掌握[1]。不論是從反應(yīng)速度，還是從掌握的資料程度來看，泛在物聯(lián)網(wǎng)的信息技術(shù)相較于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著更廣的應(yīng)用空間，具有更大的潛力。

（2）信息融合度高，通信方式靈活。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠滿足電力系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行調(diào)度和運(yùn)行監(jiān)控的快速查找，具有準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。利用泛在物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器，能夠在傳感器傳遞信息之前初步篩查及選擇數(shù)據(jù)，對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的梳理，有效避免傳遞信道的混亂和堵塞，進(jìn)行初步壓縮。得到的信息遞給網(wǎng)關(guān)，能夠進(jìn)行二次處理、多次處理，最終傳遞給用戶。運(yùn)用傳感器和通信設(shè)備進(jìn)行篩選，運(yùn)用多跳的方式進(jìn)行通信，能夠給數(shù)據(jù)建立多種通道，從而建立靈活多樣的通信方式，提升信息的融合程度[2]。

（3）可擴(kuò)展性強(qiáng)，智能化程度高。數(shù)據(jù)信息采集和傳遞是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重要的基本功能，在物聯(lián)網(wǎng)中具有重要作用。數(shù)據(jù)信息的采集和傳遞對(duì)于電力工作人員來說具有重要的意義，能夠通過數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求控制聲音和視頻，遠(yuǎn)程控制電網(wǎng)數(shù)據(jù)，及時(shí)獲取多個(gè)傳感器信息，并傳遞數(shù)據(jù)。

2 配電系統(tǒng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)包含感知，配電網(wǎng)是連接電網(wǎng)與用戶的橋梁，具有面向社會(huì)服務(wù)特性，按照網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層體系結(jié)構(gòu)，對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行梳理分析。對(duì)海量智能終端有效監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)精細(xì)化調(diào)控前提，要求實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)全覆蓋，配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，如大量分布式電源并網(wǎng)等新型用電設(shè)備等，配電網(wǎng)中監(jiān)測(cè)對(duì)象多樣，配用電為實(shí)現(xiàn)降本增效，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)傳感器必須向高度集成方向發(fā)展。

可靠的通信信道是保障電力聯(lián)網(wǎng)感知大數(shù)據(jù)匯聚的關(guān)鍵，面向大規(guī)模城市群的配電網(wǎng)部署場(chǎng)景復(fù)雜，傳統(tǒng)有線通信方式由于實(shí)際工況復(fù)雜等限制，使用中存在弊端，無線自由組織網(wǎng)具有部署靈活等優(yōu)點(diǎn)，有線+無線互補(bǔ)模式是網(wǎng)絡(luò)層通信模式發(fā)展方向，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具備安防功能。電網(wǎng)海量狀態(tài)信息及其他關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是配電自動(dòng)化運(yùn)維，個(gè)性化用能推薦等高級(jí)應(yīng)用決策依據(jù)來源，數(shù)據(jù)具有多源性，信息冗余度高，隱含信息價(jià)值高特性，對(duì)配電系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)聚合與信息挖掘才能獲取更多數(shù)據(jù)價(jià)值[3]。

高比例間歇性分布式能源與新型負(fù)荷接入為配電系統(tǒng)帶來諧波注入，頻率波動(dòng)加劇等問題，傳統(tǒng)電網(wǎng)由于信息化自程度較低，往往不增加備用容量，導(dǎo)致彈性承受力不強(qiáng)等問題，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)感知運(yùn)行狀態(tài)及用戶側(cè)參與配網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行。智能電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知以海量系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，動(dòng)態(tài)洞悉電網(wǎng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)發(fā)現(xiàn)識(shí)別處理，是提升電網(wǎng)運(yùn)行智能化水平的技術(shù)集合。

3 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在低壓配電網(wǎng)中的應(yīng)用

配電網(wǎng)是溝通輸配電網(wǎng)與用戶的橋梁，將承載大量面向用戶的新型業(yè)務(wù)，需要研究電力物聯(lián)網(wǎng)與配電系統(tǒng)融合應(yīng)用場(chǎng)景。配電網(wǎng)決策中信息化手段不完備，電力色板存在隨壞隨修的現(xiàn)狀，間歇性能源快速增長(zhǎng)對(duì)配電網(wǎng)供電可靠性提出更高要求，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，實(shí)時(shí)感知電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)排除故障隱患。

對(duì)配電網(wǎng)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，利用人工智能方法開展運(yùn)行狀態(tài)風(fēng)評(píng)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)。對(duì)高度信息化的未來配電系統(tǒng)，現(xiàn)有配網(wǎng)規(guī)劃方法不適用。電網(wǎng)與用戶界限逐漸模糊，除了諸如節(jié)點(diǎn)電壓與頻率波動(dòng)等不確定問題凸顯，配電通信系統(tǒng)健壯性是配電系統(tǒng)需考慮問題[4]。電力等系統(tǒng)為各自獨(dú)立規(guī)劃，配電網(wǎng)承擔(dān)電水氣等異質(zhì)能源梯級(jí)利用轉(zhuǎn)化的責(zé)任。

綜上所述，在當(dāng)今的電氣化時(shí)代，社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)各行各業(yè)的發(fā)展起到了有效的推動(dòng)作用，其中電力行業(yè)的發(fā)展十分可觀。但是，當(dāng)今的電力行業(yè)智能配電系統(tǒng)依然在自動(dòng)化和信息化方面存在著不足。將泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能配電系統(tǒng)，將有效彌補(bǔ)其存在的不足，利用先進(jìn)技術(shù)為智能配電系統(tǒng)的發(fā)展提供動(dòng)力，進(jìn)一步提升我國電力行業(yè)的發(fā)展。