物聯網技術在智慧電網中的應用案例

劉丹

                                                                   （安科瑞電氣股份有限公司）

摘要：電力物聯網是物聯網在智能電網中的應用，智慧城市、智慧電網等都是將物聯網技術、人工智能技術、大數據技術等等先進技術相融合，通過整合通信基礎設施資源和電力系統基礎設施資源，提高電力系統信息化水平、配電系統的智能效率和供電能力，改善電力系統現有基礎設施利用效率，為電網發、輸、變、配、用電等環節提供重要技術支撐。

關鍵詞：電力物聯網；智慧電網；電力系統 

 

前言 

        配電網在電力能源系統中占有著重要地位,是實現深度感知、提升用戶體驗、優化運營的關鍵環節，也是建設電力物聯網的基石和關鍵所在。其在電力系統中的重要地位決定了進一步優化配電網系統的重要性；同時近些年來，智能配電與物聯網的概念的興起，越來越多與智能配電相關的新概念、新技術也不斷被提出，其中就包括了電力物聯網技術的問世。電力物聯網作為一種具有高度戰略意義的新型技術，被高度重視，我國在《“十四五"信息通信行業發展規劃》中就將電力物聯網技術作為五項任務之一提出。

一.電力物聯網基本特征概述 

（1） 可感知 

        可感知性是電力物聯網基礎也是重要的特征之一，通過射頻識別、傳感器、二維碼等感知、捕獲、測量技術對物體進行實時信息的采集。再利用相關設備進行及時反饋，使得我們能對配電網中的運行情況進行實時掌握，避免其他干擾因素導致的系統紊亂，降低配電系統出現突發故障的概率。 

（2） 智能化 

        先將物體接入信息網絡，再借助各類通信網絡來可靠的進行信息的實時同步和共享。在通過平臺技術對數據進行分類和篩選，將有用信息數據通過圖形化、表格化進行展示，方便運維人員進行數據查詢和故障分析及處理。 

（3） 互聯性強 

        無線技術（4G、5G、LORA、NB）的支撐，使各個能源客戶端能夠同配電網系統進行信息數據交流，以便及時對配電網系統運行進行及時調整。而安科瑞推出的ADW系列物聯網通訊電力監測設備正是切合了該特點，通過多樣的上傳方式（4G、NB、LORA等）將采集到的數據實時的上傳到云端的平臺，在結合平臺的數據分析功能，給到用戶詳細、簡潔明了的數據報表。這也是萬物互聯，智慧電網的表現形態。

二.電力物聯網在智能電網中的應用內容 

（1） 配電網的監控

        配電網流程與環節眾多，任何微小問題都可能導致運行故障，因此實現電力設備狀態的在線監測是配電網智能化的關鍵步驟。對于電力系統現有的10KV變電站設備加裝狀態監測系統，利用物聯網技術實現對高壓系統的在線監測與故障分析，然后由人工根據系統診斷結果進行檢修計劃的制定，以便在設備發生故障前就能及時排除隱患，避免不必要的經濟損失，降低維護成本，提高設備運行的經濟性和穩定性，以下為安科瑞微電網能效管理平臺為例，通過云端平臺我們可以結合曲線圖樹狀圖等即可直觀的了解到設備的運行情況。

（2）智能用電管理 

        智能用電管理利用物聯網技術有助于實現智能用電的雙向交互服務、用電,信息采集、家居智能化、家庭能效管理、分布式電源接入以及充電樁技術,為實現用戶與電網的雙向互動、提高供電可靠性與用電效率以及節能減排提供技術保障。通過在電動汽車、電池、充電設施中設置傳感器和射頻識別裝置,可以實時感知電動汽車的運行狀態、電池使用狀態、充電設施狀態以及當前網內能源供給狀態,實現電動汽車及充電設施的綜合監測與分析,保證電動汽車的穩定、經濟、高效運行。物聯網技術有助于實現家居智能化,通過在各種家用電器中內嵌智能采集模塊和通信模塊,可實現家用電器的智能化和網絡化,完成對家用電器運行狀態的監測、分析以及控制。安科瑞針對“源網荷儲充"開發的云平臺既是智能用電管理的具體表現。

三.電力物聯網采集終端概況

       采集終端即為感知層設備，通過射頻識別、傳感器、二維碼等感知、捕獲、測量技術對物體進行實時信息的采集的設備，如：電能表、水表、燃氣表、溫度傳感器等。而在配電網系統中應用較為廣泛的便是智能電表。

        區別于傳統的基于電參量監測功能的電能表，智能電表的優勢主要體現在強大的互聯功能和智能化監測上，這里以安科瑞推出的ADW300物聯網在線監測儀表為例說明一下智能電表相較于傳統電表的優勢。

強大的互聯功能：相較于傳統電表的本地采集方式，通過與物聯網技術的結合，目前該款終端監測設備除了可支持RS-485通訊，在網絡通信層也可支持采用GPRS、WiFi、NB-IoT等各種通訊技術，同時在通訊協議的適配方面也涵蓋了目前市面上的大部分通用協議。

        智能化監測：主要是通過附加功能來協助終端采集設備的智能交互，如：支持開關量輸入輸出，可結合具體現場實現開合閘的保護功能；支持多路的溫度測量和漏電監測，防止因為故障、老化導致的溫度過高而出現的安全隱患；報警上傳功能，支持各項電參量的報警設定，及時的上傳報警數據，再通過平臺短信預警等措施及時的通知到用戶端進行現場故障的處理。

 

四. 電力物聯網發展前景 

        從政策層面的規劃來看，2025年前建成電力互聯網勢在必行，這幾年通信運營商在物聯網應用方面做了許多工作,電力系統針對智能配電網的物聯網應用也做了很多工作，同時也正與國內外智能配電網以及物聯網方面的機構合作開展一些深層次的研究工作，各地關于智能電網的投資也在持續增長，招標數量也呈上升趨勢。南方電網在近2年也投入了上千億來進行電網的智能化建設。另一方面，電網需求的增長也促使電網供給端進行自動化和智能化升級，從而創造海量的電力物聯網市場。近些年，安科瑞也陸續與多地電力公司進行合作，提供終端設備，云端平臺等服務，并且不斷根據用戶的需求完善產品功能，全力參與建設電力物聯網下的智能電網。 

總結 

        智能配電網、物聯網技術研究和應用研究作為未來的大趨勢必將有越來越多的企業參與其中，實現物聯網技術在智能配電網應用中的重大突破,打造電力物聯網芯片設計、應用開發、軟件平臺等完整的產業鏈也勢在必行，安科瑞推出的微電網能效管理平臺再搭配安科瑞ADW系列在線監測儀表即可做到系統化和科學化的對智能配電網進行管理，維護其正常運行狀態，為居民生活提供更加穩定和更加安全的電力能源，促進配電系統在未來進一步發展。