泛在电力物联网在智能配电系统应用综述及展望 李爽

泛在电力物联网在智能配电系统应用综述及展望李爽

发表时间：2019-12-06T13:29:00.647Z 来源：《电力设备》2019年第16期作者：李爽李东澎

[导读] 摘要：作为连接用户和输电的关键环节——配电网，通过安全可靠的运行有助于稳定整个电力系统，给用户带来良好的体验。

（国网白山供电公司吉林白山 134300）

摘要：作为连接用户和输电的关键环节——配电网，通过安全可靠的运行有助于稳定整个电力系统，给用户带来良好的体验。现如今，随着各项战略部署的建设的推进，如“能源互联网”等，由此极大的改变了配电网的承载功能，但是当下所使用的配电网存在各种缺陷，为提高其自动化、信息化水平，就需要实时感知与精细化控制配网实际运行情况。基于此，泛在电力物联网应运而生，其能够促进整个配网运行状态感知能力的提高，友好接入分布式能源，促进新型负荷弹性承载力的提高和用户多样化用电需求的满足。

关键词：泛在电力物联网；智能配电系统；应用综述；展望

所谓泛在物联网主要指在任何时间、地点、人、物之间发生的交流，结合电力系统其包括多方面的设备与相关，在电力系统中通过应用先进的物联网技术，本质在于交流、共享各方间的信息，最终所形成的实体能够进行自我标识、感知和智能处理。各个物理实体通过相互合作、互动，能够为相关物体实现相互感知、反馈创造良好条件，最终有助于智能电力系统的形成[1]。

1泛在电力物联网在发展过程中面临的问题

1.1信息安全

在电力系统中对于数据的大量应用是泛在电力物联网的重点，而需要采用4G或5G通信技术在完成数据的收集后统一向一个平台传输，然后进行统一分析与处理，最大限度的保证物联网平台的安全。首先，快速、安全的向平台传输所收集到的数据；其次，避免泄露数据，对网络攻击进行有效抵御。基于此，需要高度重视新型数据保护技术、软件的开发，安全、高效的共享信息。

1.2业务壁垒

随着电网企业的发展，下属部门所具有的运行系统、业务都具有独立性，在大量数据面前需要进行统一分析与共享，避免信息冗余和消除业务壁垒，最后在不同部门间共享业务信息，如运行、维修、财务以及营销等[2]。

1.3数据分析和处理

当下，数据分析技术提高了对于数据的统一性要求，而电力系统从多个来源收集了形式不同的数据，且时间尺度存在明显差异，由此不能很难在物联网的数据分析中直接应用收集到的初始数据。同时，电力系统具有一定实效性、阶段向，多产生的实时和历史数据较多，如计量、控制、监测等，最终导致多源异构数据源的形成。

2泛在电力物联网在智能配电系统中的关键技术

2.1感知层关键技术

在电力系统中为实现精细化调控就需要有效监测、控制海量智能终端，因此泛在电力物联网需要在今后的发展中全面覆盖电力系统。相比较于输电网，配电网更加复杂，导致监测对象具有多样性，物联网终端数量、监测数据类型也更为复杂多变。为此，站在配用电双方的角度上，为更好的共享互联和降本增效，就需要朝着高度集成华方向发展相关传感设备[3]。

2.2网络层关键技术

泛在电力物联网在全面感知大数据汇聚、控制指令基础上准确下发的关键在于拥有可靠、健壮的通信信道。配电网部署场景在面向超大规模城市群、地区新型城镇时会变得相对比较复杂，而传统“点对点”有信通信方式存在许多不足，如工况复杂和布线成本高等，不能灵活的使用，而无线自组织网络凭借自身优势能够促进泛在电力物联网网络层通信模式的发展，如灵活部署、较强的网络抗毁性和功耗不高等，且具备一定的安全防御功能能够有效的避免网络攻击。

2.3平台层关键技术

对于配电网而言，做出高级应用决策的基础在于拥有用户侧用能数据、电网海量状态信息、其他关联数据等，这些数据具有格式多样性、量大、信息冗余度高、较高的隐含价值但是缺乏直观性。为充分获取数据内在价值，就需要有效聚合、管理和挖掘配电系统中的海量高维数据。

2.4应用层关键技术

通过接入新型负荷（电动汽车、高比例间歇性分布式能源）会带来各种问题，如频率/电压发生剧烈波动、潮流双向流动等。由于传统电网的不全面信息自动化感知能力不足，因此多采用弃光、弃风等措施，从而会诱发各种问题，如不能高效的使用新能源、弹性承受力不足以及投资成本大等。而应用泛在物联网技术可实现对电网运行状态额全面感知与精细化调控[4]。

3挑战和展望

泛在电力物联网在今后配电网的发展当中扮演着至关重要的角色，但是我国正处于起步阶段，将其在配电系统和高级应用服务中应用经验不丰富，为更好的开展后续研究，现对以下需要深入研究的问题进行认真梳理。

3.1感知层

配电系统不能全面覆盖底层设备的监测，导致不能精细化的调控整个系统，为此需要致力于通信系统覆盖广度和网络健壮性的提高，改善时可通过积极的开发与部署物联网终端硬件、认真选择底层传感器类型。

3.2网络层

当下，通信技术难点、安全风险依然存在，如在用户侧数据、其他能源系统数据、配电网数据的共享当中。今后关于配电系统的引入，需要对多类型通信系统存在的问题进行充分考虑，如无缝连接、信息安全交互等。

3.3平台层

泛在电力物联网中存在多种类型的数据信息，关于如何构建该平台需要对多源异构数据统一管理问题进行深入的考虑，为促进电力系统大数据管理水平的提高，可从多个方面出发，如设计大数据存储、跨平台迁移策略等[5]。

3.4应用层

当下，尚未真正的部署和实施基于大数据的配电系统高级应用，类型、来源不同的配电系统数据如何适配今后的各项应用，需要进行深入的研究。为保证配电系统过渡升级，更好的实现智能化、信息化、物联化，就需要充分考虑多种技术如何适配特定电力应用场景，如

数据融合、大数据分析挖掘和边缘技术技术等。

结束语

综上所述，泛在电力物联网集各种技术深度融合于一体，如物联网、大数据、优化运行调控技术等，特征以能量流、业务流、信息流相互耦合为主，会对今后的电网运营模式产生深刻的影响，包含了多种关键技术，能够更好的连接电网、用户，与其他环节相比服务社会的特性更加明显。

参考文献：

[1]沈博，蔡泽祥，戴观权，郭采珊.面向泛在电力物联网的智能配用电信息采集业务通信分析[J].电力建设，2019，40（09）：27-34.

[2]刘星.聚焦配电物联网，2019智能配电技术研讨会在京召开[J].电气技术，2019，20（06）：1-3.

[3]张亚健，杨挺，孟广雨.泛在电力物联网在智能配电系统应用综述及展望[J].电力建设，2019，40（06）：1-12.

[4]陈伟彬.泛在电力物联网基本概念及当前建设中面临的挑战[J].科技创新导报，2019，16（11）：248-249.

[5]KANSAL P，BOSE A．Bandwidth and latency requirements for smart transmission grid applications[J]．IEEE Transactions on Smart Grid，2012，3（3）：1344-1352．