基于物联技术的配电网智能化研究①

王洪森 黄锐 林耀灿

(广东电网揭阳普宁供电局有限责任公司 广东揭阳 515300)

由于社会经济的持续发展，电力配电网拓扑网络也变得日益复杂，维护及检修配电网系统也逐渐成为电力企业的一大难题。物联技术，是通过各设备间完成相应的信息传递，完成一系列传输。将物联技术与配电网智能化结合，可以更好地发挥物联技术的优势，完成配电网智能化的有效转型，能便捷地完成配电网故障检测、电费计算、调度运行等相关运维检修工作。

1 物联技术的主要技术特点

物联网能够通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能，从图1物联技术的主要技术特点图我们可以看到物联技术特点的主要构成。

1.1 可视化

使用物联技术后，快速的传输速度使得配电网中一部分需要可视化的设备参数的具体化、图像化成为可能，这在配电网系统日益复杂化的今日，对于运维人员理解复杂配电网系统具有极为重要的意义。

1.2 传感技术

在配电网中，通过物联技术可以完成设备的在线状态监测，将设备的状态量转为可传输的数字量。在传感技术的功能应用中，运维人员可以迅速地感知设备状态量的细微变化，提前发现设备运行过程中可能存在的故障，能更好地维护配电网的安全性。

1.3 光谱感知

光谱感知技术是优于视频监控技术的存在，可以视作为视频监控的升级优化功能，可以更广泛地采集现场光谱，甚至在缺乏光线的情况下，也能采集到所需的环境情况。

1.4 光通信

是指光波通信技术，光通信技术相对于传统通信技术，传输速度更快，传输损耗更少，成本也比传统通信技术低，通信可靠性、传输量更好，这也是物联技术的其中一项核心技术。

1.5 无线通信

无线通信是物联技术中的基础技术，通过网络通信处理完成各配电设备间的信息传输，设备相对微型，组网快捷，不受传统网络线路布置影响，同时节点分布较广。

1.6 网络传输

物联技术在智能配电网系统工程或者说技术的实现是通过一系列节点，节点类似于各个设备在网络传输中的描述，通过不同节点间的信息传输，正确快速地完成节点间的交流。

1.7 物联网安全技术

智能配电网在减少人工监控的同时，相对于传统的网络传输技术，智能配电网更容易收到攻击者的入侵，但在物联网安全技术的应用过程中，相关信息安全问题能得到更好的解决，从技术上可以保证智能配电网系统的平稳运行。

2 基于物联技术的配电网智能化应用

2.1 配网系统的全面感知

通过在台变侧、线路侧、用户侧关键节点接入、改造或部署智能一次设备、二次装置、智能传感及视频监控等设备实现低压配网的运行状态、设备状态、环境状态以及其他辅助信息等基础数据的采集。同时基于宽带载波 IP 化和微功率无线通信，组建低压台区“零接线”网络层，统一通信接口和交互模型，解决低压智能设备类型与数量多、安装位置分散、布线困难和施工停电等问题，实现设备的泛在互联。

图1 物联技术的主要技术特点图

2.2 边缘计算

从智能配变终端部署在配变出线侧，监控配电变压器至用户智能电表间运行数据，天然具备边缘计算节点特性，是配电台区管理架构的核心。基于“硬件平台化、软件 APP 化”设计理念，内置边缘计算软件平台，屏蔽硬件差异，统一软件接口；支持消息交互总线，保证信息交互效率。通过部署多个容器实现终端内运检、营销等不同专业或业务隔离，容器通过chroot创建虚拟的根目录文件系统，隔离其他容器的虚拟文件系统，共享位于linux内核的底层的文件系统；通过容器在linux内核中的命名空间(namespace)实现应用相互隔离的独立空间；cgroups实现对容器计算和内存资源分配和限制。

2.3 配网故障快速感知与决策

配电网系统由于其拓扑的复杂性，在发生故障时，存在系统故障复杂，故障点难以查找，而应用物联技术后，我们可以通过数据的深度挖掘，计算所获取数据的结果，并通过物联网形成的节点，快速计算及判断配网故障发生的类型与故障节点，同时辅助决策，快速找出配网故障在配电网拓扑中的问题所在，并尽快恢复配网的正常稳定运行。配网故障快速感知与决策能有效地提升配电网智能化应用水平，对于配电网的运维与检修工作具有重要的意义。

2.4 智能化应用过程中存在的问题

基于物联技术的配电网智能化应用具有不同的优点如极大地提高了电网的数据分析能力，解决不同的配电网问题，但在实际应用的过程中，仍存在一定的问题。

第一，物联网技术相对复杂，不容易掌握，若在应用过程中不熟悉该技术的关键特点，则较难充分发挥出其智能化的优势，同时物联网技术的提升与掌握需要耗费较多时间，这也加大了物联技术在配电网智能化中的应用难度。

第二，基于物联技术的配电网智能化应用物联设备装设费用较高，若未能布置足够的节点，则较难满足可靠性的要求，同时物联网技术的关键功能也较难很好地实现，若是布置足够的节点，在费用方面则存在较大阻力，对于配电运维公司来说也是一笔不少的费用，该费用应该与节省的人员资源作为对比，合理地判断是否应该利用物理技术进行配电网智能化应用改造。

3 结语

经过上文的分析，物联能较好地契合配电网智能化的建设，其关键技术是实现配电网智能化的重要关键，配电智能化目前基于物联技术的应用主要有配网系统的全面感知、系统边缘计算、配网故障快速感知与决策，其应用前景十分广泛。