淺析泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用綜述及展望

1. 全面感知：通過(guò)廣泛部署的傳感器和智能終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境信息等的實(shí)時(shí)感知。

2. 可靠傳輸：利用高速、穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)，確保感知數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、及時(shí)傳輸。

3. 智能處理：運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，提取有價(jià)值的信息。

4. 開(kāi)放共享：打破信息孤島，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)內(nèi)外部數(shù)據(jù)的共享與交互。

1. 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
   通過(guò)在配電設(shè)備上安裝傳感器，如電壓互感器、電流互感器、溫度傳感器等，實(shí)時(shí)采集設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)信息。這些數(shù)據(jù)上傳至云端平臺(tái)，經(jīng)過(guò)分析處理后，運(yùn)維人員可以及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，提前發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患。
   例如，某地區(qū)的配電網(wǎng)通過(guò)安裝智能傳感器，對(duì)變壓器的油溫、油位、繞組溫度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，成功提前預(yù)警了一起變壓器過(guò)熱故障，避免了大面積停電事故的發(fā)生。
2. 故障診斷
   基于采集到的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)和專(zhuān)家系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的快速診斷和定位。一旦發(fā)生故障，系統(tǒng)能夠迅速分析故障原因，為搶修人員提供準(zhǔn)確的故障信息，縮短停電時(shí)間，提高供電可靠性。
   例如，某供電局利用基于深度學(xué)習(xí)的故障診斷模型，對(duì)開(kāi)關(guān)柜的局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，準(zhǔn)確診斷出了開(kāi)關(guān)柜的絕緣故障，并及時(shí)進(jìn)行了維修處理。

1. 負(fù)荷預(yù)測(cè)
   利用歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、用戶(hù)行為數(shù)據(jù)等，采用大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)負(fù)荷的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測(cè)有助于優(yōu)化電力調(diào)度，提高電力資源的利用效率。
   例如，某城市的供電公司通過(guò)建立基于長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，提高了負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度，有效降低了電網(wǎng)的運(yùn)行成本。
2. 無(wú)功優(yōu)化
   通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)的無(wú)功功率分布，結(jié)合智能算法，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的優(yōu)化配置和控制，提高電能質(zhì)量，降低線(xiàn)路損耗。
   比如，某工業(yè)園區(qū)的配電網(wǎng)通過(guò)安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，并采用智能優(yōu)化控制策略，使功率因數(shù)從 0.85 提高到 0.95，線(xiàn)路損耗降低了 10%。

1. 智能電表
   智能電表不僅能夠準(zhǔn)確計(jì)量用戶(hù)的用電量，還可以實(shí)現(xiàn)雙向通信，將用戶(hù)的用電信息實(shí)時(shí)上傳至電力公司。電力公司可以根據(jù)用戶(hù)的用電習(xí)慣和需求，提供個(gè)性化的用電服務(wù)，引導(dǎo)用戶(hù)合理用電。
   例如，某居民小區(qū)安裝了智能電表后，電力公司通過(guò)分析用戶(hù)的用電數(shù)據(jù)，為用戶(hù)提供了節(jié)能建議，用戶(hù)的平均用電量下降了 10%。
2. 需求響應(yīng)
   基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電力公司與用戶(hù)之間的實(shí)時(shí)互動(dòng)，引導(dǎo)用戶(hù)在用電高峰時(shí)段減少用電量，在低谷時(shí)段增加用電量，從而平衡電力供需，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
   例如，在夏季用電高峰期間，某地區(qū)通過(guò)實(shí)施需求響應(yīng)項(xiàng)目，鼓勵(lì)工業(yè)用戶(hù)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，避開(kāi)高峰時(shí)段用電，有效緩解了電網(wǎng)的供電壓力。

1. 邊緣計(jì)算
   將計(jì)算能力下沉到配電終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地處理和分析，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和可靠性。

2. 區(qū)塊鏈技術(shù)
   利用區(qū)塊鏈的去中心化、不可篡改等特性，保障電力交易的安全和公平，實(shí)現(xiàn)分布式能源的高效管理。

1. 綜合能源服務(wù)
   結(jié)合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電、氣、熱等多種能源的協(xié)同優(yōu)化管理，為用戶(hù)提供一站式的綜合能源服務(wù)。

2. 智慧城市建設(shè)
   與智慧城市的其他基礎(chǔ)設(shè)施深度融合，如交通系統(tǒng)、智能建筑等，共同構(gòu)建高效、綠色、智能的城市生態(tài)。

1. 能源數(shù)據(jù)增值服務(wù)
   通過(guò)對(duì)電力數(shù)據(jù)的深度挖掘和分析，為政府、企業(yè)和用戶(hù)提供能源規(guī)劃、節(jié)能咨詢(xún)、電力市場(chǎng)分析等增值服務(wù)。

2. 電力市場(chǎng)交易
   借助泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電力的自由交易和市場(chǎng)化配置，激發(fā)市場(chǎng)活力，促進(jìn)能源的優(yōu)化利用。

五、安科瑞Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)，建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺(tái)。 用戶(hù)僅需購(gòu)買(mǎi)安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關(guān)，自行安裝后掃碼即可使用手機(jī)和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。

該平臺(tái)提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量分析、用電管理、預(yù)付費(fèi)管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報(bào)警和記錄、運(yùn)維管理等功能，并支持多平臺(tái)、多語(yǔ)言、多終端數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)。

六、應(yīng)用場(chǎng)所

本平臺(tái)適用于公寓出租戶(hù)、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統(tǒng)集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運(yùn)維等領(lǐng)域。

七、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

八、平臺(tái)功能

8.1 可定制駕駛艙

8.2 電力集抄

電力集抄模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查詢(xún)、分析、預(yù)警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測(cè)'、遙信、遙控控制，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測(cè)和統(tǒng)一管理；在數(shù)據(jù)資源管理方面，可以顯示或查詢(xún)供配電室內(nèi)各設(shè) 備運(yùn)行（包括歷史和實(shí)時(shí)參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)和年報(bào)查詢(xún)或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。

變壓器監(jiān)控

配電圖

8.3 能耗分析

能耗分析模塊采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過(guò)程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng) 化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程有機(jī)結(jié)合起來(lái)，運(yùn)用數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線(xiàn)生產(chǎn)分析 與管理，實(shí)現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗和提 升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

8.4預(yù)付費(fèi)管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶(hù)及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

2）系統(tǒng)配置：對(duì)建筑、通訊管理機(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；

3）用戶(hù)管理：對(duì)商鋪用戶(hù)執(zhí)行開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、遠(yuǎn)程分合閘、批量操作及記錄查詢(xún)等操作；

4）售電管理：對(duì)已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢(xún)等操作；

5）售水管理：對(duì)已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售水、退水、記錄查詢(xún)等操作；

6）報(bào)表中心：提供售電、售水財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢(xún)，本系統(tǒng)所有的報(bào)表及記錄查詢(xún)，都支持excel格式導(dǎo)出。

預(yù)付費(fèi)看板

8.5 充電樁管理

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對(duì)各類(lèi)故障如充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警。云平臺(tái)包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營(yíng)的所有功能，包括城市級(jí)大屏、交易管理、財(cái)務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。

充電樁看板

8.6 智能照明

智能照明通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，也可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)開(kāi)關(guān)策略配置及后臺(tái)遠(yuǎn)程管理和移動(dòng)管理等，降低路燈設(shè)施的維護(hù)難度和成本，提升管理水平，并達(dá)到一定節(jié)能減掛的效果。

照明實(shí)時(shí)監(jiān)控

8.7 安全用電

安全用電采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災(zāi)探測(cè)器，對(duì)引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線(xiàn)溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速時(shí)間的排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。

8.8 智慧消防

通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”、用電管理“精細(xì)化”的實(shí)際需求。

智慧消防看板

九、系統(tǒng)硬件配置

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前電力系統(tǒng)與其他能源系統(tǒng)的信息壁壘仍然存在，諸如綜合能源協(xié)同優(yōu)化、能源市場(chǎng)交易、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)尚處于理論論證階段。總之，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)需要社會(huì)各方的廣泛共同參與，協(xié)力開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，以促進(jìn)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 彭小圣，鄧迪元，程時(shí)杰，等.面向智能電網(wǎng)應(yīng)用的電力大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，201535(3);503-511。

[2] 張小平，李佳寧，付灝.全球能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)話(huà)工業(yè)4.0[J].電技術(shù)201640(6):1607-1611。

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版。