安科瑞 鮑靜君

　　摘 要：電力行業是關系到國計民生的重要能源行業，保證電力系統安全運行具有重要意義。構建泛在電力物聯網為支撐建設智能電網的重要內容，對保障電網彈性安全運行，服務用戶精細化用能具有重要意義。結合電力輸配電系統監控需求，基于物聯網技術，建立電力輸配電系統監測，安防等系統的應用體現，提出電力物聯網安全防護體系架構，建立示范工程進行系統驗證。

　　關鍵詞：智能配電系統；泛在電力物聯網

　　引言

　　配電網是連接輸電與用戶的關鍵環節，其安全運行對電力系統穩定具有重要作用。隨著時代的發展，配電網由單純單向電能供應轉向復雜雙向能流服務，如用戶側多樣需求的滿足等。

　　受制于歷史發展，大規模配電網難以適應新的角色，在信息化上存在長足進展空間，電力公司響應打造泛在電力物聯網戰略目標，以物聯網技術為核心，吸納人工智能等要素，達成電力生產到消費各環節對象信息互聯共享，實現對配網運行狀態精細調控，泛在電力物聯網與配網研究處于起步階段，需要進行深入的研究。

　　1、泛在電力物聯網體系架構

　　泛在電力物聯網是物聯網技術，優化運行調控技術的復雜系統，呈現出業務流的交互耦合特征，其體系構架分為感知層，網絡層與平臺應用層。感知層采用多種傳感器深入設備，感知層設備包括電網系統電壓電流互感器，電能表等終端，及用戶側多種智能電器。

　　通過泛在感知獲取海量數據使控制決策單元獲知電網各環節運行狀態，使電網面對間歇性新能源并網，電動汽車時空集群效應時掌握系統狀態，通過靈活調整電網拓撲，提高電網對高比例分布式新能源的接納能力。網絡層功能是為電力物聯網各類業務提供確定通信服務質量，網絡層按安全等級劃分為內部與互聯網。通信方式根據實際工況，經濟成本等靈活選擇，電力載波為電力通信系統通信方式。

　　平臺層承載電網運行數據統一存儲管理，解決傳統能源生產存在信息碎片化存儲問題，實現信息層實時收集完成網絡層傳輸數據，為特定應用提供跨域共享數據資源，實現系統相電力數據并重方向發展。應用層為電力系統向樞紐型變革的外在表現，功能是基于海量電網運行數據，用戶用能業務及綜合能源系統運營業務等，搭建各類針對性應用平臺，實現用戶及其他能源系統感知互動。

　　2、配電系統泛在電力物聯網關鍵技術

　　泛在電力物聯網包含感知，配電網是連接電網與用戶的橋梁，具有面向社會服務特性，按照網絡層，應用層體系結構，對泛在電力物聯網關鍵技術進行梳理分析。對海量智能終端監控是實現電力系統精細化調控前提，要求實現對系統全覆蓋，配電網拓撲結構更加復雜，如大量分布式電源并網等新型用電設備等，配電網中監測對象多樣，配用電為實現降本增效，泛在電力物聯網傳感器向高度集成方向發展。

　　可靠的通信信道是保障電力聯網感知大數據匯聚的關鍵，面向大規模城市群的配電網部署場景復雜，傳統有線通信方式由于實際工況復雜等限制，使用中存在弊端，無線自由組織網具有部署靈活等優點，有線+ 無線互補模式是網絡層通信模式發展方向，泛在電力物聯網應具備安防功能。電網海量狀態信息及其他關聯數據是配電自動化運維，個性化用能推薦等應用決策依據來源，數據具有多源性，信息冗余度高，隱含信息價值高特性，對配電系統中海量數據聚合與信息挖掘才能獲取更多數據價值。

　　高比例間歇性分布式能源與新型負荷接入為配電系統帶來諧波注入，頻率波動加劇等問題，傳統電網由于信息化自程度較低，往往不增加備用容量，導致彈性承受力不強等問題，泛在電力物聯網技術應用實現電網感知運行狀態及用戶側參與配網協調運行。智能電網態勢感知以海量系統運行數據為基礎，動態洞悉電網運行安全風險能力，實現對電網運行風險發現識別處理，是提升電網運行智能化水平的技術集合。

　　3、泛在電力物聯網在配網中的應用

　　配電網是溝通輸配電網與用戶的橋梁，將承載大量面向用戶的新型業務，需要研究電力物聯網與配電系統應用場景。配電網決策中信息化手段不完備，電力色板存在隨壞隨修的現狀，間歇性能源快速增長對配電網供電可靠性提出更高要求，泛在電力物聯網技術應用，實時感知電力設備運行狀態，及時排除故障隱患。

　　對配電網歷史運行數據進行聚類分析，利用人工智能方法開展運行狀態風評，發現系統薄弱環節。對高度信息化的未來配電系統，現有配網規劃方法不適用。電網與用戶界限逐漸模糊，除了諸如節點電壓與頻率波動等不確定問題凸顯，配電通信系統健壯性是配電系統需考慮問題。電力等系統為各自獨立規劃，配電網承擔電水氣等異質能源梯級利用轉化的責任。

　　4、安科瑞配電系統智能運維產品選型及介紹

　　近兩年來，安科瑞已經陸續參與各縣市電力公司的用戶端能源管理平臺、云南省網綜合能源服務平臺、上海嘉定區147所學校電力運維平臺等相關平臺的建設，提供了包括云平臺、智能網關、終端設備等產品，各類用戶端云平臺在各地運行案例700多套，并且根據用戶需求不斷完善產品功能，這些都是未來泛在電力物聯網的一部分。

　　綜合能源服務是以電為中心，把電力系統與網絡、供熱網絡、工業系統、交通系統、建筑系統等緊密結合起來，實現電、氣、冷、熱等多能互補和“源-網-荷-儲”各環節高度協調優化，生產和消費雙向互動，集中與分布相結合的能源服務。

　　4.1安科瑞智能網關、終端設備選型

4.2 安科瑞智能運維平臺介紹

　　平臺結構

　　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，門磁開關等傳感器，通過網關經無線（3G/4G）或有線的方式將數據上傳云服務器上，并將數據進行集中存儲、統一管理。具有權限的用戶可通過PC、PAD、手機等各類終端設備訪問數據、接收報警信息，監控變配電站環境狀態。

　　運維平臺功能：

　　安科瑞變電所運維云平臺（AcrelCloud-1000）根據市場需求反饋，運用互聯網和大數據技術，為電力運維公司提供配套線上運維服務。該平臺作為連接運維單位和用電企業的紐帶，監視用戶配電系統的運行狀態和電量數據，為客戶提供更好的運維服務，平臺提供系統總覽、電力數據監測、電能質量分析、用電統計分析和日/月/年電能統計報表、異常預警、事故報警和事件記錄、運行環境監測、運維巡檢派單等功能，并支持多平臺、多終端數據訪問。

　　?電力監測

　　通過矢量配電圖監測變電所用電情況，畫面響應遙信變位、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用電參數，包括實時值、平均值；

　　實時監測變壓器運行情況，包括功率、負荷率、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(電壓、電流、功率、頻率、諧波、三相不平衡度等),系統可以對某電力參數按照天、月進行統計。

　　可實現漏電監測、線纜及母排溫度監測。

?故障報警

　　平臺可配置遙信變位報警（水浸、煙霧、門磁、開關跳閘等）、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、網關離線等），并將接收到的報警通過短信、網頁推送，報警上下限可根據現場情況靈活配置。

?能效分析

　　按照配電回路、區域、部門、分項（照明、空調、動力等）統計每時、每天、每月、每年用電數據，并進行同環比分析；

按尖、峰、平、谷統計各配電回路的用電量及用電金額；

統計四象限電能并計算每天、每月的平均功率因數；

　　按月統計每個回路的需量及發生值，為需量申報提供依據。

?設備檔案

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

?巡檢消缺

　　通過系統編制巡檢計劃，并將計劃下發到巡檢人員手機上，巡檢人員在變電所現場根據巡檢要求執行巡檢任務，如果在巡檢過程中發現缺陷，可記錄缺陷并在系統中生成消缺任務。

　　?用戶報告

?手機APP

　　通過手機APP實現配電圖查看、視頻監視及回放、電力參數查詢、需量統計、用能分析，并可通過手機接收報警、執行巡檢、記錄缺陷.