安科瑞 鮑靜君

　　摘 要：電力行業(yè)是關(guān)系到國計民生的重要能源行業(yè)，保證電力系統(tǒng)安全運行具有重要意義。構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)為支撐建設(shè)智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容，對保障電網(wǎng)彈性安全運行，服務(wù)用戶精細(xì)化用能具有重要意義。結(jié)合電力輸配電系統(tǒng)監(jiān)控需求，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立電力輸配電系統(tǒng)監(jiān)測，安防等系統(tǒng)的應(yīng)用體現(xiàn)，提出電力物聯(lián)網(wǎng)安全防護體系架構(gòu)，建立示范工程進行系統(tǒng)驗證。

　　關(guān)鍵詞：智能配電系統(tǒng)；泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

　　引言

　　配電網(wǎng)是連接輸電與用戶的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其安全運行對電力系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要作用。隨著時代的發(fā)展，配電網(wǎng)由單純單向電能供應(yīng)轉(zhuǎn)向復(fù)雜雙向能流服務(wù)，如用戶側(cè)多樣需求的滿足等。

　　受制于歷史發(fā)展，大規(guī)模配電網(wǎng)難以適應(yīng)新的角色，在信息化上存在長足進展空間，電力公司響應(yīng)打造泛在電力物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略目標(biāo)，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，吸納人工智能等要素，達成電力生產(chǎn)到消費各環(huán)節(jié)對象信息互聯(lián)共享，實現(xiàn)對配網(wǎng)運行狀態(tài)精細(xì)調(diào)控，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與配網(wǎng)研究處于起步階段，需要進行深入的研究。

　　1、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

　　泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，優(yōu)化運行調(diào)控技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)，呈現(xiàn)出業(yè)務(wù)流的交互耦合特征，其體系構(gòu)架分為感知層，網(wǎng)絡(luò)層與平臺應(yīng)用層。感知層采用多種傳感器深入設(shè)備，感知層設(shè)備包括電網(wǎng)系統(tǒng)電壓電流互感器，電能表等終端，及用戶側(cè)多種智能電器。

　　通過泛在感知獲取海量數(shù)據(jù)使控制決策單元獲知電網(wǎng)各環(huán)節(jié)運行狀態(tài)，使電網(wǎng)面對間歇性新能源并網(wǎng)，電動汽車時空集群效應(yīng)時掌握系統(tǒng)狀態(tài)，通過靈活調(diào)整電網(wǎng)拓?fù)洌岣唠娋W(wǎng)對高比例分布式新能源的接納能力。網(wǎng)絡(luò)層功能是為電力物聯(lián)網(wǎng)各類業(yè)務(wù)提供確定通信服務(wù)質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)層按安全等級劃分為內(nèi)部與互聯(lián)網(wǎng)。通信方式根據(jù)實際工況，經(jīng)濟成本等靈活選擇，電力載波為電力通信系統(tǒng)通信方式。

　　平臺層承載電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲管理，解決傳統(tǒng)能源生產(chǎn)存在信息碎片化存儲問題，實現(xiàn)信息層實時收集完成網(wǎng)絡(luò)層傳輸數(shù)據(jù)，為特定應(yīng)用提供跨域共享數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)系統(tǒng)相電力數(shù)據(jù)并重方向發(fā)展。應(yīng)用層為電力系統(tǒng)向樞紐型變革的外在表現(xiàn)，功能是基于海量電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，用戶用能業(yè)務(wù)及綜合能源系統(tǒng)運營業(yè)務(wù)等，搭建各類針對性應(yīng)用平臺，實現(xiàn)用戶及其他能源系統(tǒng)感知互動。

　　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，具有面向社會服務(wù)特性，按照網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層體系結(jié)構(gòu)，對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)進行梳理分析。對海量智能終端監(jiān)控是實現(xiàn)電力系統(tǒng)精細(xì)化調(diào)控前提，要求實現(xiàn)對系統(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)測對象多樣，配用電為實現(xiàn)降本增效，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)傳感器向高度集成方向發(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)部署場景復(fù)雜，傳統(tǒng)有線通信方式由于實際工況復(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，有線+ 無線互補模式是網(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)是配電自動化運維，個性化用能推薦等應(yīng)用決策依據(jù)來源，數(shù)據(jù)具有多源性，信息冗余度高，隱含信息價值高特性，對配電系統(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)價值。

　　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)致彈性承受力不強等問題，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)電網(wǎng)感知運行狀態(tài)及用戶側(cè)參與配網(wǎng)協(xié)調(diào)運行。智能電網(wǎng)態(tài)勢感知以海量系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，動態(tài)洞悉電網(wǎng)運行安全風(fēng)險能力，實現(xiàn)對電網(wǎng)運行風(fēng)險發(fā)現(xiàn)識別處理，是提升電網(wǎng)運行智能化水平的技術(shù)集合。

　　3、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在配網(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)應(yīng)用場景。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對配電網(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，實時感知電力設(shè)備運行狀態(tài)，及時排除故障隱患。

　　對配電網(wǎng)歷史運行數(shù)據(jù)進行聚類分析，利用人工智能方法開展運行狀態(tài)風(fēng)評，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)。對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)點電壓與頻率波動等不確定問題凸顯，配電通信系統(tǒng)健壯性是配電系統(tǒng)需考慮問題。電力等系統(tǒng)為各自獨立規(guī)劃，配電網(wǎng)承擔(dān)電水氣等異質(zhì)能源梯級利用轉(zhuǎn)化的責(zé)任。

　　4、安科瑞配電系統(tǒng)智能運維產(chǎn)品選型及介紹

　　近兩年來，安科瑞已經(jīng)陸續(xù)參與各縣市電力公司的用戶端能源管理平臺、云南省網(wǎng)綜合能源服務(wù)平臺、上海嘉定區(qū)147所學(xué)校電力運維平臺等相關(guān)平臺的建設(shè)，提供了包括云平臺、智能網(wǎng)關(guān)、終端設(shè)備等產(chǎn)品，各類用戶端云平臺在各地運行案例700多套，并且根據(jù)用戶需求不斷完善產(chǎn)品功能，這些都是未來泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的一部分。

　　綜合能源服務(wù)是以電為中心，把電力系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)、供熱網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)等緊密結(jié)合起來，實現(xiàn)電、氣、冷、熱等多能互補和“源-網(wǎng)-荷-儲”各環(huán)節(jié)高度協(xié)調(diào)優(yōu)化，生產(chǎn)和消費雙向互動，集中與分布相結(jié)合的能源服務(wù)。

　　4.1安科瑞智能網(wǎng)關(guān)、終端設(shè)備選型

4.2 安科瑞智能運維平臺介紹

　　平臺結(jié)構(gòu)

　　變配電站通過安裝多溫濕度傳感器，水浸傳感器，煙霧傳感器，門磁開關(guān)等傳感器，通過網(wǎng)關(guān)經(jīng)無線（3G/4G）或有線的方式將數(shù)據(jù)上傳云服務(wù)器上，并將數(shù)據(jù)進行集中存儲、統(tǒng)一管理。具有權(quán)限的用戶可通過PC、PAD、手機等各類終端設(shè)備訪問數(shù)據(jù)、接收報警信息，監(jiān)控變配電站環(huán)境狀態(tài)。

　　運維平臺功能：

　　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(shù)，為電力運維公司提供配套線上運維服務(wù)。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(wù)，平臺提供系統(tǒng)總覽、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電統(tǒng)計分析和日/月/年電能統(tǒng)計報表、異常預(yù)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。

　　?電力監(jiān)測

　　通過矢量配電圖監(jiān)測變電所用電情況，畫面響應(yīng)遙信變位、遙測越限報警，點擊某個配電回路后可以查詢該配電回路的各類詳細(xì)用電參數(shù)，包括實時值、平均值；

　　實時監(jiān)測變壓器運行情況，包括功率、負(fù)荷率、需量、繞組溫度等。

　　提供多種類型的查詢報表，可以查詢各配電回路的各類電力參數(shù)(電壓、電流、功率、頻率、諧波、三相不平衡度等),系統(tǒng)可以對某電力參數(shù)按照天、月進行統(tǒng)計。

　　可實現(xiàn)漏電監(jiān)測、線纜及母排溫度監(jiān)測。

?故障報警

　　平臺可配置遙信變位報警（水浸、煙霧、門磁、開關(guān)跳閘等）、遙測越限報警（過壓、欠壓、過流、線纜溫度過高、繞組溫度過高等）、運行報警（儀表離線、網(wǎng)關(guān)離線等），并將接收到的報警通過短信、網(wǎng)頁推送，報警上下限可根據(jù)現(xiàn)場情況靈活配置。

?能效分析

　　按照配電回路、區(qū)域、部門、分項（照明、空調(diào)、動力等）統(tǒng)計每時、每天、每月、每年用電數(shù)據(jù)，并進行同環(huán)比分析；

按尖、峰、平、谷統(tǒng)計各配電回路的用電量及用電金額；

統(tǒng)計四象限電能并計算每天、每月的平均功率因數(shù)；

　　按月統(tǒng)計每個回路的需量及發(fā)生值，為需量申報提供依據(jù)。

?設(shè)備檔案

　　系統(tǒng)可配置每個變電所內(nèi)變壓器、進線柜、出線柜、計量柜、高壓電纜等設(shè)備信息，記錄設(shè)備的廠家、型號、投運日期等，并可靈活定義設(shè)備的巡檢項、缺陷類別等信息。

?巡檢消缺

　　通過系統(tǒng)編制巡檢計劃，并將計劃下發(fā)到巡檢人員手機上，巡檢人員在變電所現(xiàn)場根據(jù)巡檢要求執(zhí)行巡檢任務(wù)，如果在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)缺陷，可記錄缺陷并在系統(tǒng)中生成消缺任務(wù)。

　　?用戶報告

?手機APP

　　通過手機APP實現(xiàn)配電圖查看、視頻監(jiān)視及回放、電力參數(shù)查詢、需量統(tǒng)計、用能分析，并可通過手機接收報警、執(zhí)行巡檢、記錄缺陷.