摘要：近幾年，在我國社會(huì )經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下，我國電力行業(yè)也處于快速發(fā)展的時(shí)期，電網(wǎng)的規模也在不斷擴大。在發(fā)電機容量不斷增加、分布式新能源出現后，電網(wǎng)連接的主體已經(jīng)成為能源革命的重要部分，能源輸送和轉換利用的重要樞紐正朝著(zhù)數字化、智能化的方向不斷發(fā)展。而基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的配電系統關(guān)鍵技術(shù)作為現階段較為先進(jìn)的技術(shù)類(lèi)型，對于電力物聯(lián)網(wǎng)的建設具有一定意義。文章基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，分析了配電系統關(guān)鍵技術(shù)，探究了配電系統關(guān)鍵技術(shù)的應用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)；配電系統；關(guān)鍵技術(shù)

0引言

在我國國家電網(wǎng)的倡導下，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念隨之出現，其主要是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用在電力系統當中，對其進(jìn)行實(shí)時(shí)監督和智能控制等，使電網(wǎng)運行的效率和控制質(zhì)量能夠得到大幅提升。在電力系統中應用數據技術(shù)、云計算技術(shù)和人工智能技術(shù)等新型技術(shù)，不僅可以實(shí)現資源信息的整合與分析，還可以使電力企業(yè)的生產(chǎn)模式、運營(yíng)模式和業(yè)務(wù)模式等實(shí)現創(chuàng )新發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)電力行業(yè)的轉型與發(fā)展。

1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的含義

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)主要是指將電力用戶(hù)、發(fā)電企業(yè)和供應商三方進(jìn)行連接，并實(shí)現數據共享的一種服務(wù)模式，也就是將配電網(wǎng)作為核心，借助建立信息化數據共享平臺的方式，實(shí)現信息的傳遞與交流，進(jìn)而使電力市場(chǎng)的價(jià)值能夠得到大程度的發(fā)揮。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)著(zhù)重結合配電網(wǎng)各環(huán)節的“能量流"“信息流"“業(yè)務(wù)流"等，能夠使用戶(hù)了解與掌握電網(wǎng)信息，在對電力企業(yè)配電網(wǎng)合理安排的同時(shí)還能夠使配電網(wǎng)系統的穩定性與可靠性得到提升。

1.2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的體系組成

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)主要是由感知層、網(wǎng)絡(luò )層、平臺層和應用層4個(gè)層次組成，不同層次具有不同的定位和功能，如圖1所示。

（1）感知層。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)體系當中，感知層主要起到“神經(jīng)末梢"的作用，能夠借助不同類(lèi)型的傳感器深入設備內部，對其進(jìn)行感知。在感知層當中主要包含電力電流互感器和電能表等多種終端設備，不但能夠對配電系統的運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和風(fēng)險評估，還能夠在配電系統出現故障時(shí)時(shí)間發(fā)出警報信號，并且對故障問(wèn)題進(jìn)行管理和控制，盡可能降低突發(fā)故障問(wèn)題對配電系統運行產(chǎn)生的負面影響，進(jìn)而保證配電系統運行的安全性和穩定性。

（2）網(wǎng)絡(luò )層。網(wǎng)絡(luò )層的主要作用是保障泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的業(yè)務(wù)通信服務(wù)質(zhì)量，通常分為內部專(zhuān)網(wǎng)和互聯(lián)專(zhuān)網(wǎng)，并且因為不同系統在使用條件和經(jīng)濟成本等方面存在一定的差異，能夠滿(mǎn)足其條件的通信方式也有所不同。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )層的主要通信方式可以分為４種：移動(dòng)空中網(wǎng)、傳統互聯(lián)網(wǎng)、近距離有線(xiàn)傳輸和近距離無(wú)線(xiàn)傳輸。移動(dòng)空中網(wǎng)主要是以5G、230MHz等為主，傳統互聯(lián)網(wǎng)主要是以Wi-Fi、以太網(wǎng)絡(luò )等為主，近距離有線(xiàn)傳輸主要是以電線(xiàn)、USB和有線(xiàn)開(kāi)關(guān)量等為主，近距離無(wú)線(xiàn)傳輸主要是以電力線(xiàn)載波通信和藍牙等為主。

（3）平臺層。平臺層能夠借助大數據存儲和分析技術(shù)，實(shí)現系統數據的交互與融合，能夠很好地處理傳統模式中信息存儲碎片化的問(wèn)題，不但能夠從本質(zhì)上對信息“孤島問(wèn)題"進(jìn)行解決，還能夠利用線(xiàn)上信息平臺和云數據中心等方式，對配電網(wǎng)的運行數據進(jìn)行收集、整理與分析，實(shí)現配電網(wǎng)系統數據處理模式的更新與優(yōu)化，實(shí)現電力信息數據的共享。

（4）應用層。應用層主要包含對內業(yè)務(wù)和對外業(yè)務(wù)2個(gè)方面，具體包括用戶(hù)用能業(yè)務(wù)、電網(wǎng)運營(yíng)業(yè)務(wù)、綜合能源系統運營(yíng)等豐富的業(yè)務(wù)類(lèi)型，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用層主要是使用戶(hù)能夠與智能配電系統產(chǎn)生互動(dòng)，解決用戶(hù)需求。

2配電系統的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1感知層關(guān)鍵技術(shù)

要想對電力系統進(jìn)行精細化管理和控制，對電力系統中的各類(lèi)終端設備進(jìn)行實(shí)時(shí)監控與管理十分重要。由于配電網(wǎng)中的結構和設備類(lèi)型越來(lái)越豐富，所需要監測和控制的設備數量較多，其所需處理的數據也呈現出復雜性的特點(diǎn)。所以，對于配電系統和用電人員來(lái)說(shuō)，想要使雙方共同降低成本、提升效率、實(shí)現電力信息的貢獻，就需要泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的傳感設備更加先進(jìn)與科學(xué)，借助感知層性能的提升使泛在電力物聯(lián)網(wǎng)能夠得到發(fā)展。

（1）新型電力物聯(lián)網(wǎng)設備研發(fā)。要想使目前的配電系統朝著(zhù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的方向發(fā)展，相關(guān)部門(mén)應當將先進(jìn)設備的研發(fā)作為主要的工作內容，且在設備研發(fā)的過(guò)程中將電力行業(yè)發(fā)展現狀和發(fā)展趨勢考慮其中，對設備的尺寸、布設環(huán)境、電磁兼容等問(wèn)題進(jìn)行思考，研發(fā)出先進(jìn)的電力物聯(lián)網(wǎng)設備，并將其投入使用。

（2）底層傳感器部署技術(shù)。在配電系統運行的過(guò)程中，由于運行場(chǎng)景相對較復雜，只有對底層大量設備實(shí)現全覆蓋，才能夠保證設備實(shí)時(shí)監控的效果，進(jìn)而實(shí)現泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對配電系統運行狀況的感知，并且對其進(jìn)行智能化控制。所以，對底層傳感器的部署已經(jīng)成為眾多專(zhuān)家和學(xué)者研究的重點(diǎn)，例如在對分布式風(fēng)電狀態(tài)進(jìn)行監測時(shí)，可以利用空間正四面體的模式完成傳感器的部署。

2.2網(wǎng)絡(luò )層關(guān)鍵技術(shù)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對配電系統運行狀況進(jìn)行感知和控制的前提是需要具有一個(gè)可靠、穩定的通信通道，這樣才能夠確保數據的及時(shí)接收和指令的準確傳達。然而，隨著(zhù)我國城鎮化水平的不斷提高，配電網(wǎng)的結構和部署也變得愈加復雜，如果依然借助傳統有線(xiàn)通信的方式進(jìn)行通信，不但會(huì )因線(xiàn)路布設困難對其正常使用產(chǎn)生影響，還會(huì )增加通信的成本。近年來(lái)，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的不斷發(fā)展，電力物聯(lián)網(wǎng)具有能耗低、部署便利、抗損毀性強等優(yōu)勢。而在日后的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中，有線(xiàn)通信與無(wú)線(xiàn)通信相結合的模式已經(jīng)成為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )層發(fā)展的主要方向，不但能夠實(shí)現通信的穩定性和可靠性，還能夠避免遭受惡意網(wǎng)絡(luò )攻擊，確保通信的安全性。

2.3平臺層關(guān)鍵技術(shù)

為了使用戶(hù)獲取到電力系統相關(guān)信息和數據，實(shí)現數據的共享、對電網(wǎng)的運行狀態(tài)數據進(jìn)行獲取和分析、對用戶(hù)側用能數據及相關(guān)數據進(jìn)行收集成為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)做出決策的重要數據基礎。而在社會(huì )不斷發(fā)展的背景下，數據獲取的范圍愈加廣泛，數據格式較為多樣，數據數量也相對較多，其中無(wú)用的信息數量也較多，所以，對配電系統中的信息進(jìn)行分類(lèi)、篩選與整合，將有用的信息進(jìn)行整理和分析，并將其共享給用戶(hù)，才能夠大程度上發(fā)揮泛在電力物聯(lián)網(wǎng)平臺層的作用和價(jià)值。

（1）數據融合技術(shù)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在對數據進(jìn)行監測與感知時(shí)，會(huì )出現很多無(wú)實(shí)際用途的數據，導致其感知到的整體數據量偏多，而采用數據融合技術(shù)可以對數據的冗余度進(jìn)行降低，精簡(jiǎn)數據信息，使數據分析量也能夠有所減少。而數據融合技術(shù)主要可以分為三個(gè)級別，分別為數據級、特征級以及決策級。

（2）大數據存儲管理技術(shù)。由于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的數據數量較多，傳統的存儲管理方式往往存在數據重復率高、利用率低等問(wèn)題。所以，面對這一情況，可以采用大數據存儲管理技術(shù)，不但能夠實(shí)現對電網(wǎng)運行數據的科學(xué)管理，還能夠盡可能降低數據的重復率，提升數據的利用率。

（3）大數據挖掘分析技術(shù)。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中，采用大數據挖掘分析技術(shù)能夠大程度上對數據進(jìn)行深度的挖掘與分析，將其中的深刻內涵提取，不但有助于提升數據的應用價(jià)值，將有效信息與用戶(hù)進(jìn)行共享，還能夠為決策提供數據支持，維持電網(wǎng)的穩定運行。

2.4應用層關(guān)鍵技術(shù)

由于傳統電網(wǎng)存在信息化程度低、數據感知不全等方面的問(wèn)題，導致其往往會(huì )存在一系列問(wèn)題，影響著(zhù)應用層的發(fā)展。而在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，為了能夠對現存問(wèn)題進(jìn)行處理和解決，可以采用態(tài)勢感知技術(shù)，通過(guò)對電網(wǎng)的態(tài)勢進(jìn)行感知和察覺(jué)，并對其運行中的風(fēng)險進(jìn)行識別、預測、評估等，再采用主動(dòng)優(yōu)化運行技術(shù)對其存在的風(fēng)險問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化與處理，可使泛在電力物聯(lián)網(wǎng)能夠保持在一個(gè)穩定運行的狀態(tài)。

3配電系統的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)應用價(jià)值

3.1保障配電系統安全運行

現階段，我國電網(wǎng)在運行的過(guò)程中往往會(huì )出現一系列的問(wèn)題，影響著(zhù)電力行業(yè)的發(fā)展，而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)借助關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)勢，不但能夠對電網(wǎng)運行狀態(tài)進(jìn)行監測與控制，還能夠實(shí)現電氣設備的自我診斷，對于配電系統的穩定、安全運行起到較為重要的作用。

3.2提高清潔能源占比

在目前配電系統的運行當中，清潔能源利用率較低，造成清潔能源浪費的情況。而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設能夠利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等，對清潔能源的發(fā)電情況進(jìn)行預測，并對清潔能源實(shí)現靈活的存儲和應用，以多能源互補的方式，提高清潔能源在電網(wǎng)運行中的占比，提升清潔能源的利用率[9]。

3.3加快建設智慧能源服務(wù)平臺

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在配電系統中的應用有助于智慧能源服務(wù)平臺的建設。電力企業(yè)可以通過(guò)商業(yè)化的模式鼓勵人們增強對電力資源的需求，并采用大數據技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)金融技術(shù)等將眾多新型產(chǎn)業(yè)或是企業(yè)納入自身的服務(wù)范圍之內，不但可以為用戶(hù)提供好的服務(wù)，還能夠加強電網(wǎng)與企業(yè)、政府的合作，使電力行業(yè)得到發(fā)展。

3.4實(shí)現電網(wǎng)資產(chǎn)管理

過(guò)去通常以人力或是電子設備的方式對配電系統中的電氣設備進(jìn)行巡檢，而在電氣設備不斷增加、巡檢任務(wù)不斷增強的背景下，依靠傳統的巡檢方式已經(jīng)難以滿(mǎn)足現階段巡檢的要求。而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以利用實(shí)物ID數據技術(shù)，對電氣設備資產(chǎn)進(jìn)行智能化管理，并對其進(jìn)行評估，極大程度上提升了電網(wǎng)資產(chǎn)管理的準確性與高效性。

4 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)提供能源物聯(lián)網(wǎng)數據服務(wù)的平臺。用戶(hù)僅需購買(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和電腦得到所需的行業(yè)數據服務(wù)。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語(yǔ)言、多終端數據訪(fǎng)問(wèn)。

（2）應用場(chǎng)所

本平臺適用于公寓出租戶(hù)、連鎖小超市、小型工廠(chǎng)、樓管系統集成商、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、電力運維等領(lǐng)域。

（3）平臺結構

（4）平臺功能

電力集抄

電力集抄模塊可以實(shí)現對各種監測數據的查詢(xún)、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現供配電監控系統的遙測'、遙信、遙控控制，對系統進(jìn)行綜合檢測和統一管理；在數據資源管理方面，可以顯示或查詢(xún)供配電室內各設備運行（包括歷史和實(shí)時(shí)參數，并根據實(shí)際情況進(jìn)行日報、月報和年報查詢(xún)或打印，提高工作效率，節約人力資源。

變壓器監控

配電圖

能耗分析

能耗分析模塊采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現從能源數據采集、過(guò)程監控、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)程有機結合起來(lái)，運用先進(jìn)的數據處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線(xiàn)生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現全廠(chǎng)能源系統的統一調度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶(hù)及權限分配，查看系統日志等功能；

2）系統配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進(jìn)行配置；

3）用戶(hù)管理：對商鋪用戶(hù)執行開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢(xún)等操作；

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

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

6）報表：提供售電、售水財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢(xún)，本系統所有的報表及記錄查詢(xún)，都支持excel格式導出。

預付費看板

充電樁管理

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對接入系統的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地數據采集和監控，同時(shí)對各類(lèi)故障如充電機過(guò)溫保護、充電機輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營(yíng)的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務(wù)管理、變壓器監控、運營(yíng)分析、基礎數據管理等功能。

充電樁看板

智能照明

智能照明通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地數據監測，也可以實(shí)現定時(shí)開(kāi)關(guān)策略配置及后臺遠程管理和移動(dòng)管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節能減掛的效果。

監控頁(yè)面

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、電氣火災探測器，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線(xiàn)溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數據跟蹤與統計分析，并將發(fā)現的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導企業(yè)實(shí)現時(shí)間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實(shí)現“防患于未然"的目的。

智慧消防

通過(guò)云平臺進(jìn)行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現科學(xué)預警火災、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責任監管等目標。填原先針對“九小場(chǎng)所"和?；飞a(chǎn)企業(yè)無(wú)法有效監控的空白，適應于所有公建和民建，實(shí)現了無(wú)人化值守智慧消防，實(shí)現智慧消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統化"、用電管理“精細化"的實(shí)際需求。

（5）系統硬件配置

5結論

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)主要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行智能電網(wǎng)的建設，不但可以確保配電系統運行的安全，提升清潔能源的利用率，還能夠實(shí)現智慧能源平臺的建設，提供綜合化的服務(wù)，使泛在物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的價(jià)值能夠充分發(fā)揮，對于電力行業(yè)的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。

參考文獻

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[2]陳皓勇,李志豪,陳永波,等.基于5G的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)[J].電力系統保護與控制,2020(3):1-8

[3]周荔丹,曹祖加,姚鋼,等.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展分析[J].現代電力,2021(2):119-128

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.5