基于物联网的配电自动化应用研究

石晓丽

摘要：国家电网公司在全面推进“三型两网”建设的同时，面临着严峻的形势。首先，新能源接入系统比重高、电力智能化和多向化的趋势直接影响到电网的运行，严重时甚至导致电网切换和电网崩溃。传统的电网设备运行维护模式已不能满足现代电网管理的要求。其次，由于供电侧和售电侧的开放，打破了传统电网的垄断地位。随着企业的增多，市场的竞争终于来临，社会的快速发展迫使电力行业的改革适应当前的形势，新技术的开发和应用也给传统电力行业带来了巨大的挑战。无处不在的电力物联网建设为提高电力系统运行水平和电网资产运营效率开辟了新途径。同时，可以充分发挥电网的优势，保持战略主动性。

关键词：物联网;配电自动化;应用;研究

1配电自动化的定义及发展趋势

1.1配电自动化（DA）

配电自动化（DA）是集计算机技术、数据传输、控制技术、现代设备和管理功能于一体的综合信息管理系统。旨在提高供电可靠性，提高电能质量，降低电网运行成本，大大降低操作人员的劳动强度。

1.2配电自动化具体包含馈线自动化和变电站的自动化两方面

1.2.1馈线自动化的发展新模式。

馈线自动化是配电自动化的重要组成部分，是配电自动化的基础。其研究对象主要针对中低压配电网中的馈线，是提高配电网可靠性的关键技术之一。馈线终端装置可以实现配电自动化的紧急控制功能，使保护功能更加独立和完善。这与变压器综合自动化系统的保护功能相对独立、保护功能分散、保护装置由自动化系统按分级配电的原则组成是一致的。基于光纤通信广域保护技术的智能化馈线自动化是未来发展的必然趋势。分布式智能保护馈线自动化作为一种过渡方式，可以在不完成通信的情况下实现快速的故障隔离和优化的故障恢复，并为无线通信、载波通信和光纤通信预留接口，当经济条件允许时，通信模块可以直接升级为更快、更优化的馈线自动化功能。

1.2.2智能变电站的发展方向。

变电站自动化正朝着由先进、可靠、节能环保设备组成的智能变电站方向发展。与传统变电站相比，智能变电站将在技术、运行和管理水平上得到提升，对降低电网运行成本、促进效率提高、提高自动化水平具有现实意义。然而，智能变电站的研究和建设仍有待发展，但随着技术的发展，未来的智能变电站还应具备以下功能：（1）设备可视化管理。（2）智能报警与故障信息综合分析与决策。（3）操作优化控制。（4）安全自动控制。（5）站域保护。

1.3配电自动化的目标。

（1）电能质量和供电可靠性的提高为用户提供了优质的电能;（2）电网供电能力的全面提高;（3）配电管理自动化的实现，各种管理信息的支持，管理水平和劳动生产率的提高;（4）配电网经济运行的实现;（5）劳动生产率和服务质量的提高。

2基于物联网配电自动化应用的主要特征，

目前，我国物联网配电自动化应用的首要要求是智能配电网。同时，要满足配网坚实、可靠、经济、高效的要求，充分实现电力流、信息流、业务流的一体化。基于此，目前我国物联网配电自动化应用具有以下特点。

首先，在配电网自动化的实际应用过程中，物联网必须是一个专用网。虽然物联网配电自动化的应用可以采取多种基础网络，但基础网络的应用应根据现场实际情况和配电网自动化的应用情况来判断，电力行业的专用通信网也可以采用也是电力物联网专用的新型通信网络。当然，在配电自动化的应用中，如果出现突发事件，那么应急公共通信网络就可以及时有效的采取。

其次，由于配电自动化物联网的应用会受到网络的影响，同时具有很高的标准和很高的严格的用户认证和识别能力，可以为不同层次的用户享受不同的物联网服务。

第三，物联网配电自动化应用本身具有良好的安全性和可靠性。因为电力物联网是支撑电网业务的关键，所以目前的电力物联网能够极大地影响电力系统的安全稳定运行。因此，针对这种现象，有必要全面建设智能电网，既能有效地用于配电自动化，又能加强和保障配电自动化的安全可靠性。

最后，在物联网配电自动化的应用过程中，充分体现了终端层所有事物的连通性。此外，物联网配电自动化全面体现在网络层的各个方向，具有良好的通信能力。

3基于物联网的配电自动化应用研究

3.1基于物联网的配电自动化应用解决方案

基于“云、管、边、端”关键技术和应用支撑平台，构建了“云、管、边、端”集成系統集成解决方案。建设“云”主站，实现配电网运行、状态、管理全过程的整体感知、数据融合和智能应用，支持配电网数字化运行维护。通过光纤专用网、无线专用网和无线公网的集成，实现了配电网的远程通信网络和本地通信网络。配置综合边缘计算平台的智能配电变压器终端，实现配电网的本地数据处理。安装分布式智能终端和集成即插即用功能的智能传感设备，实现配电网数据的灵活采集。

以智能配变终端为核心，在站区配电室低压出线及仪表箱、JP柜、箱变处设置分布式站区传感终端，实现对电压、电流、开关位置信息的采集、监测和分析在低压出线和表箱t接点处，实现对停电区段的研究、判断和报警，分布式站区传感终端采用即插即用设计，不需要配电变压器和主站侧配置点表信息，配置智能电容器实现对站区电能质量和补偿电容器投切状态的实时监测;接入配电变压器温度信息，对其运行状态进行实时监测和预警。配置温湿度模块，实现室内温湿度监测和预警。

3.2配电网运维管理水平提升

通过基于物联网的配电自动化的应用，可以使配电网中低压故障的定位更加准确，实现故障原因的智能分析，通过主动抢修提高故障抢修的效率，减少停电时间。推进基于物联网的配电自动化应用，可以降低配电设备的运行维护成本，包括降低设备维护成本、降低运行维护人员成本等，降低车辆设备等消耗品的利用率。

3.3优质供电服务水平提升

通过基于物联网的配电自动化应用，将太阳能光伏、风力发电、储能、电动汽车充电等从独立的点对点业务转变为统一的面对面业务群，各业务形成统一部署，更加合理地接入配网应用，全面治理各种新能源接入对现有配网的影响，提高新能源接入能力，我们创建了健康、充满活力的生态系统，积极支持和培育了整个产业链。

结束语

基于物联网的配电自动化应用是配电网能量管理长期变化的基础。它将深刻改变传统配电网的研究视角和应用模式。在“工业4”和“互联网+”的潮流下，基于物联网的配电自动化不仅要实现配电网技术突破，而且是以电网为核心的能源与工业互联系统形成的技术基础。

基于物联网的配电自动化的应用是集成主从物理集成、即插即用互操作、全景感知、多源信息集成、信息多边保护和内部强化以及工控安全等关键在现有配电网信息化、自动化和交互技术的基础上，实现多源系统信息的深度集成。

突破物联网配电自动化应用的理论和实践，将全面提高配电网运行维护管理水平和优质供电服务水平，推动分销管理由“生产型”向“服务型”颠覆性转变，最终构建多方参与、合作共赢、协同进化的分销物联网生态系统。

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