提升電網(wǎng)智能化水平 推動(dòng)電力行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展

低壓配電自動(dòng)化系統(tǒng)作為電力供應(yīng)的末端環(huán)節(jié)，其智能化水平直接關(guān)系到電力供應(yīng)的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控、通信能力提升、邊緣計(jì)算應(yīng)用以及智能配變終端的發(fā)展，為低壓配電網(wǎng)絡(luò)提供了實(shí)時(shí)監(jiān)控和互聯(lián)互通的能力；大數(shù)據(jù)分析則通過自愈功能與故障處理、智能巡檢與狀態(tài)監(jiān)測、能源管理與優(yōu)化等方面，增強(qiáng)了系統(tǒng)的預(yù)測和響應(yīng)能力；人工智能技術(shù)在負(fù)荷預(yù)測與調(diào)度優(yōu)化、設(shè)備故障預(yù)測與維護(hù)、智能運(yùn)維與自動(dòng)化控制方面展現(xiàn)出革命性的應(yīng)用潛力；機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)則通過負(fù)荷預(yù)測與管理、故障檢測與診斷、電能質(zhì)量監(jiān)測與改善等方面，提高了電網(wǎng)的運(yùn)行效率和供電可靠性。

物聯(lián)網(wǎng)提供互聯(lián)互通能力

數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)的采集和上報(bào)，這些數(shù)據(jù)集中存入大數(shù)據(jù)平臺(tái)后，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)的解耦，降低應(yīng)用升級(jí)更新的難度。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以對低壓配電網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括電壓、電流、功率等參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)絡(luò)的全面感知。

通信能力的提升。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了豐富的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信和便捷的本地網(wǎng)絡(luò)通信能力，如光纖有線接入、無線4G等上行通信方式，以及PLC電力線載波通信、RF微功率無線和RS485串口通信等下行通信方式。這些通信技術(shù)的應(yīng)用，使得低壓配電網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和靈活性。

邊緣計(jì)算的應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中，邊緣計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用使得智能配送終端具備了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。邊緣計(jì)算架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)軟硬件功能的解耦，通過國產(chǎn)操作系統(tǒng)、國產(chǎn)雙核工業(yè)級(jí)CPU、國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)加密方案，全面保證系統(tǒng)的安全性。同時(shí)，邊緣計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用也提高了系統(tǒng)的可靠性，通過虛擬化容器技術(shù)實(shí)現(xiàn)APP與APP、APP與操作系統(tǒng)的隔離。

智能配變終端的發(fā)展。智能配變終端作為配電物聯(lián)網(wǎng)的核心節(jié)點(diǎn)，基于邊緣計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及“硬件平臺(tái)化，業(yè)務(wù)APP化”的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了軟硬件功能的解耦。智能配變終端能夠?qū)Φ蛪号溆秒娫O(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)管控、高效運(yùn)維和運(yùn)行指標(biāo)分析等服務(wù)，同時(shí)依托云端協(xié)同機(jī)制，滿足海量設(shè)備接入和管控等需求。

業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)的解耦。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)打破了傳統(tǒng)“煙囪式”系統(tǒng)布局，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)的解耦，消除了信息孤島，解決了數(shù)據(jù)隨應(yīng)用而分布的問題。大數(shù)據(jù)、AI分析功能組件對數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘提供了更加有效的手段，通過數(shù)據(jù)的深度分析，可以更好地指導(dǎo)電網(wǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行和客戶服務(wù)的業(yè)務(wù)開展。

大數(shù)據(jù)分析增強(qiáng)響應(yīng)能力

自愈功能與故障處理。大數(shù)據(jù)分析在低壓配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)重要應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)配電線路的自愈功能。

通過實(shí)時(shí)采集自動(dòng)化終端設(shè)備信息，并利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治黾夹g(shù)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)研判定位故障區(qū)段，并按照預(yù)設(shè)的故障處理策略完成開關(guān)的遙控分合閘操作。這種自動(dòng)化的故障處理機(jī)制可以在無人工干預(yù)的情況下快速隔離故障區(qū)域，并恢復(fù)非故障區(qū)域的供電，有效縮小停電范圍，提升供電可靠性。

智能巡檢與狀態(tài)監(jiān)測。在低壓配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，大數(shù)據(jù)分析還應(yīng)用于智能巡檢和狀態(tài)監(jiān)測。例如，在數(shù)字孿生配電房中，智能巡檢機(jī)器人沿著軌道讀取表計(jì)數(shù)據(jù)、判斷開關(guān)位置是否正常、檢查局放狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的安全狀態(tài)。此外，通過大數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)能夠?qū)赡馨l(fā)生的故障進(jìn)行演變趨勢模擬，輔助工作人員準(zhǔn)確預(yù)判設(shè)備故障情況，為采取措施提供輔助支撐，防患于未然。

能源管理與優(yōu)化。大數(shù)據(jù)分析在低壓配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的另一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用是能源管理與優(yōu)化。系統(tǒng)通過搭載智能調(diào)控策略模型，利用資源聚合調(diào)控技術(shù)聚合儲(chǔ)能、臺(tái)區(qū)負(fù)荷等多種要素，并結(jié)合設(shè)備的運(yùn)行特性和實(shí)際生產(chǎn)需要，自動(dòng)生成相應(yīng)的儲(chǔ)能設(shè)備運(yùn)行策略，這種智能調(diào)控分布式儲(chǔ)能設(shè)備的能力，支持多個(gè)臺(tái)區(qū)的分布式儲(chǔ)能設(shè)備協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模儲(chǔ)能設(shè)備同時(shí)充放電，形成聚合效應(yīng)，為源網(wǎng)荷儲(chǔ)友好互動(dòng)提供支撐，提高區(qū)域配電網(wǎng)柔性調(diào)度能力。

人工智能展現(xiàn)出應(yīng)用潛力

負(fù)荷預(yù)測與調(diào)度優(yōu)化。人工智能技術(shù)在負(fù)荷預(yù)測與調(diào)度優(yōu)化方面的應(yīng)用是革命性的。通過深度學(xué)習(xí)模型的搭建，AI能夠智能預(yù)測每日的負(fù)荷變化，展示預(yù)測結(jié)果及預(yù)測依據(jù)，不僅提高了預(yù)測精度，而且支持電網(wǎng)運(yùn)營，使得電力調(diào)度更加靈活和高效。例如，在華中電網(wǎng)的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中，通過使用包括決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和AI大模型在內(nèi)的多種人工智能技術(shù)，負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性得到了顯著提升。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅提升了預(yù)測精度，還為電力生產(chǎn)和調(diào)度的優(yōu)化提供了技術(shù)支撐，使得電力系統(tǒng)能夠更靈活地響應(yīng)需求變化，有效應(yīng)對各類突發(fā)情況。

設(shè)備故障預(yù)測與維護(hù)。在設(shè)備故障預(yù)測與維護(hù)方面，AI的應(yīng)用同樣展現(xiàn)出巨大潛力。AI技術(shù)可以幫助企業(yè)從基于時(shí)間的維護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)榛跔顟B(tài)的維護(hù)，通過在設(shè)備上安裝傳感器收集多種設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況。如果某些數(shù)據(jù)超過了閾值，設(shè)備可能會(huì)發(fā)生故障，設(shè)備健康管理平臺(tái)可以及時(shí)通知維護(hù)人員提前進(jìn)行維修或保養(yǎng)，從而防止或最大限度地減少因設(shè)備突發(fā)故障而造成的停機(jī)時(shí)間和產(chǎn)品損失。這種預(yù)測性維護(hù)不僅提高了設(shè)備的可靠性，還降低了維護(hù)成本，提高了企業(yè)的運(yùn)營效率。

智能運(yùn)維與自動(dòng)化控制。在智能運(yùn)維與自動(dòng)化控制方面，AI技術(shù)的應(yīng)用提高了運(yùn)維效率和質(zhì)量。AI可以通過自動(dòng)化腳本和工具，自動(dòng)執(zhí)行常規(guī)運(yùn)維任務(wù)，如日志分析、資源監(jiān)控和故障排除，這不僅提高了運(yùn)維效率，還減少了人為錯(cuò)誤。此外，AI還能夠從過往的事件中學(xué)習(xí)，不斷優(yōu)化運(yùn)維策略和流程。例如，通過引入智能化運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)了24/7的自動(dòng)化監(jiān)控和故障響應(yīng)，利用AI對日志文件進(jìn)行分析，平臺(tái)能夠在用戶感知到問題之前預(yù)測并阻止服務(wù)器故障。這種智能化的運(yùn)維管理不僅提升了系統(tǒng)的可用性，也極大提升了用戶滿意度。

機(jī)器學(xué)習(xí)提高運(yùn)行效率

在負(fù)荷預(yù)測與管理方面，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)通過分析歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，能夠預(yù)測未來的用電需求，這對于電力運(yùn)營商優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行和資源分配至關(guān)重要。例如，國網(wǎng)河南省電力公司采用配電線路故障停電“百秒感知”模式，通過自主開發(fā)的主網(wǎng)信號(hào)研判算法，實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)故障的全息感知，準(zhǔn)確率超過98%。這種技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了電網(wǎng)的運(yùn)行效率，還有助于減少能源浪費(fèi)和提高能源利用效率。此外，機(jī)器學(xué)習(xí)模型能夠?qū)W習(xí)電網(wǎng)的運(yùn)行模式和用戶用電行為，提供優(yōu)化的控制策略，實(shí)現(xiàn)能源的高效分配和使用，如邊緣計(jì)算模塊包括負(fù)荷預(yù)測、故障研判、線損分析等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)的智能化管理。

在故障檢測與診斷方面，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用顯著提高了故障響應(yīng)速度和維修效率。例如，配電自動(dòng)化全自愈FA的投運(yùn)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集相關(guān)自動(dòng)化終端設(shè)備信息，通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，自?dòng)研判定位故障區(qū)段，按照故障處理策略完成開關(guān)的遙控分合閘操作，在無人工干預(yù)的情況下，實(shí)現(xiàn)配電線路故障區(qū)域的快速隔離和非故障區(qū)域的自動(dòng)恢復(fù)供電，有效縮小停電范圍，提升供電可靠性。新疆烏魯木齊建成的數(shù)字化轉(zhuǎn)型低壓配電網(wǎng)，基于云架構(gòu)大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對配電臺(tái)區(qū)、低壓分支線到負(fù)荷末端的全域感知，當(dāng)配電網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)，邊緣計(jì)算終端會(huì)瞬時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)故障定位、故障隔離、恢復(fù)供電的自愈功能，將區(qū)域內(nèi)故障停電時(shí)長由原來的數(shù)小時(shí)級(jí)降低至秒級(jí)。

電能質(zhì)量是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素，而機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在電能質(zhì)量監(jiān)測與改善技術(shù)中的應(yīng)用前景廣闊?；谌斯ぶ悄艿碾娔苜|(zhì)量控制方法，尤其是機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)，在處理電網(wǎng)中的諧波、電壓波動(dòng)和閃變等電能質(zhì)量問題方面展現(xiàn)出巨大潛力。例如，通過使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，可以實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)中電能質(zhì)量問題的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)測。智能控制策略在電能質(zhì)量改善中的應(yīng)用也日益廣泛，智能算法能夠根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整無源或有源濾波器的參數(shù)，以達(dá)到最佳的濾波效果。

綜上所述，智能技術(shù)在低壓配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅提高了電網(wǎng)的運(yùn)行效率和供電可靠性，還為電力系統(tǒng)的智能化轉(zhuǎn)型提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)的綜合應(yīng)用，使得低壓配電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更加精細(xì)化的管理，優(yōu)化電力資源分配，減少能源浪費(fèi)，并提高對突發(fā)事件的響應(yīng)能力。

面向未來，隨著智能技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，低壓配電自動(dòng)化系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)更加智能化的運(yùn)維管理，進(jìn)一步提升電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，這些技術(shù)的應(yīng)用也將推動(dòng)電力行業(yè)向更加綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)全球能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)做出貢獻(xiàn)。