摘要：近幾年，在我國社會(hui) 經濟不斷發展的背景下，我國電力行業(ye) 也處於(yu) 快速發展的時期，電網的規模也在不斷擴大。在發電機容量不斷增加、分布式新能源出現後，電網連接的主體(ti) 已經成為(wei) 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數字化、智能化的方向不斷發展。而基於(yu) 泛在電力物聯網的配電係統關(guan) 鍵技術作為(wei) 現階段較為(wei) 先進的技術類型，對於(yu) 電力物聯網的建設具有一定意義(yi) 。文章基於(yu) 泛在電力物聯網，分析了配電係統關(guan) 鍵技術，探究了配電係統關(guan) 鍵技術的應用價(jia) 值。

關(guan) 鍵詞：泛在電力物聯網；配電係統；關(guan) 鍵技術

0引言

在我國國家電網的倡導下，泛在電力物聯網的概念隨之出現，其主要是將物聯網技術應用在電力係統當中，對其進行實時監督和智能控製等，使電網運行的效率和控製質量能夠得到大幅提升。在電力係統中應用數據技術、雲(yun) 計算技術和人工智能技術等新型技術，不僅(jin) 可以實現資源信息的整合與(yu) 分析，還可以使電力企業(ye) 的生產(chan) 模式、運營模式和業(ye) 務模式等實現創新發展，進而促進電力行業(ye) 的轉型與(yu) 發展。

1泛在電力物聯網概述

1.1泛在電力物聯網的含義(yi)

泛在電力物聯網主要是指將電力用戶、發電企業(ye) 和供應商三方進行連接，並實現數據共享的一種服務模式，也就是將配電網作為(wei) 核心，借助建立信息化數據共享平台的方式，實現信息的傳(chuan) 遞與(yu) 交流，進而使電力市場的價(jia) 值能夠得到大程度的發揮。泛在電力物聯網著重結合配電網各環節的“能量流"“信息流"“業(ye) 務流"等，能夠使用戶了解與(yu) 掌握電網信息，在對電力企業(ye) 配電網合理安排的同時還能夠使配電網係統的穩定性與(yu) 可靠性得到提升。

1.2泛在電力物聯網的體(ti) 係組成

泛在電力物聯網主要是由感知層、網絡層、平台層和應用層4個(ge) 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。在泛在電力物聯網體(ti) 係當中，感知層主要起到“神經末梢"的作用，能夠借助不同類型的傳(chuan) 感器深入設備內(nei) 部，對其進行感知。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，不但能夠對配電係統的運行狀態進行實時監控和風險評估，還能夠在配電係統出現故障時時間發出警報信號，並且對故障問題進行管理和控製，盡可能降低突發故障問題對配電係統運行產(chan) 生的負麵影響，進而保證配電係統運行的安全性和穩定性。

（2）網絡層。網絡層的主要作用是保障泛在電力物聯網中的業(ye) 務通信服務質量，通常分為(wei) 內(nei) 部專(zhuan) 網和互聯專(zhuan) 網，並且因為(wei) 不同係統在使用條件和經濟成本等方麵存在一定的差異，能夠滿足其條件的通信方式也有所不同。泛在電力物聯網網絡層的主要通信方式可以分為(wei) ４種：移動空中網、傳(chuan) 統互聯網、近距離有線傳(chuan) 輸和近距離無線傳(chuan) 輸。移動空中網主要是以5G、230MHz等為(wei) 主，傳(chuan) 統互聯網主要是以Wi-Fi、以太網絡等為(wei) 主，近距離有線傳(chuan) 輸主要是以電線、USB和有線開關(guan) 量等為(wei) 主，近距離無線傳(chuan) 輸主要是以電力線載波通信和藍牙等為(wei) 主。

（3）平台層。平台層能夠借助大數據存儲(chu) 和分析技術，實現係統數據的交互與(yu) 融合，能夠很好地處理傳(chuan) 統模式中信息存儲(chu) 碎片化的問題，不但能夠從(cong) 本質上對信息“孤島問題"進行解決(jue) ，還能夠利用線上信息平台和雲(yun) 數據中心等方式，對配電網的運行數據進行收集、整理與(yu) 分析，實現配電網係統數據處理模式的更新與(yu) 優(you) 化，實現電力信息數據的共享。

（4）應用層。應用層主要包含對內(nei) 業(ye) 務和對外業(ye) 務2個(ge) 方麵，具體(ti) 包括用戶用能業(ye) 務、電網運營業(ye) 務、綜合能源係統運營等豐(feng) 富的業(ye) 務類型，泛在電力物聯網的應用層主要是使用戶能夠與(yu) 智能配電係統產(chan) 生互動，解決(jue) 用戶需求。

2配電係統的泛在電力物聯網關(guan) 鍵技術

2.1感知層關(guan) 鍵技術

要想對電力係統進行精細化管理和控製，對電力係統中的各類終端設備進行實時監控與(yu) 管理十分重要。由於(yu) 配電網中的結構和設備類型越來越豐(feng) 富，所需要監測和控製的設備數量較多，其所需處理的數據也呈現出複雜性的特點。所以，對於(yu) 配電係統和用電人員來說，想要使雙方共同降低成本、提升效率、實現電力信息的貢獻，就需要泛在電力物聯網中的傳(chuan) 感設備更加先進與(yu) 科學，借助感知層性能的提升使泛在電力物聯網能夠得到發展。

（1）新型電力物聯網設備研發。要想使目前的配電係統朝著泛在電力物聯網的方向發展，相關(guan) 部門應當將先進設備的研發作為(wei) 主要的工作內(nei) 容，且在設備研發的過程中將電力行業(ye) 發展現狀和發展趨勢考慮其中，對設備的尺寸、布設環境、電磁兼容等問題進行思考，研發出先進的電力物聯網設備，並將其投入使用。

（2）底層傳(chuan) 感器部署技術。在配電係統運行的過程中，由於(yu) 運行場景相對較複雜，隻有對底層大量設備實現全覆蓋，才能夠保證設備實時監控的效果，進而實現泛在電力物聯網對配電係統運行狀況的感知，並且對其進行智能化控製。所以，對底層傳(chuan) 感器的部署已經成為(wei) 眾(zhong) 多專(zhuan) 家和學者研究的重點，例如在對分布式風電狀態進行監測時，可以利用空間正四麵體(ti) 的模式完成傳(chuan) 感器的部署。

2.2網絡層關(guan) 鍵技術

泛在電力物聯網對配電係統運行狀況進行感知和控製的前提是需要具有一個(ge) 可靠、穩定的通信通道，這樣才能夠確保數據的及時接收和指令的準確傳(chuan) 達。然而，隨著我國城鎮化水平的不斷提高，配電網的結構和部署也變得愈加複雜，如果依然借助傳(chuan) 統有線通信的方式進行通信，不但會(hui) 因線路布設困難對其正常使用產(chan) 生影響，還會(hui) 增加通信的成本。近年來，隨著無線網絡的不斷發展，電力物聯網具有能耗低、部署便利、抗損毀性強等優(you) 勢。而在日後的泛在電力物聯網發展中，有線通信與(yu) 無線通信相結合的模式已經成為(wei) 泛在電力物聯網網絡層發展的主要方向，不但能夠實現通信的穩定性和可靠性，還能夠避免遭受惡意網絡攻擊，確保通信的安全性。

2.3平台層關(guan) 鍵技術

為(wei) 了使用戶獲取到電力係統相關(guan) 信息和數據，實現數據的共享、對電網的運行狀態數據進行獲取和分析、對用戶側(ce) 用能數據及相關(guan) 數據進行收集成為(wei) 泛在電力物聯網做出決(jue) 策的重要數據基礎。而在社會(hui) 不斷發展的背景下，數據獲取的範圍愈加廣泛，數據格式較為(wei) 多樣，數據數量也相對較多，其中無用的信息數量也較多，所以，對配電係統中的信息進行分類、篩選與(yu) 整合，將有用的信息進行整理和分析，並將其共享給用戶，才能夠大程度上發揮泛在電力物聯網平台層的作用和價(jia) 值。

（1）數據融合技術。泛在電力物聯網在對數據進行監測與(yu) 感知時，會(hui) 出現很多無實際用途的數據，導致其感知到的整體(ti) 數據量偏多，而采用數據融合技術可以對數據的冗餘(yu) 度進行降低，精簡數據信息，使數據分析量也能夠有所減少。而數據融合技術主要可以分為(wei) 三個(ge) 級別，分別為(wei) 數據級、特征級以及決(jue) 策級。

（2）大數據存儲(chu) 管理技術。由於(yu) 泛在電力物聯網中的數據數量較多，傳(chuan) 統的存儲(chu) 管理方式往往存在數據重複率高、利用率低等問題。所以，麵對這一情況，可以采用大數據存儲(chu) 管理技術，不但能夠實現對電網運行數據的科學管理，還能夠盡可能降低數據的重複率，提升數據的利用率。

（3）大數據挖掘分析技術。在泛在電力物聯網中，采用大數據挖掘分析技術能夠大程度上對數據進行深度的挖掘與(yu) 分析，將其中的深刻內(nei) 涵提取，不但有助於(yu) 提升數據的應用價(jia) 值，將有效信息與(yu) 用戶進行共享，還能夠為(wei) 決(jue) 策提供數據支持，維持電網的穩定運行。

2.4應用層關(guan) 鍵技術

由於(yu) 傳(chuan) 統電網存在信息化程度低、數據感知不全等方麵的問題，導致其往往會(hui) 存在一係列問題，影響著應用層的發展。而在泛在電力物聯網環境中，為(wei) 了能夠對現存問題進行處理和解決(jue) ，可以采用態勢感知技術，通過對電網的態勢進行感知和察覺，並對其運行中的風險進行識別、預測、評估等，再采用主動優(you) 化運行技術對其存在的風險問題進行優(you) 化與(yu) 處理，可使泛在電力物聯網能夠保持在一個(ge) 穩定運行的狀態。

3配電係統的泛在電力物聯網關(guan) 鍵技術應用價(jia) 值

3.1保障配電係統安全運行

現階段，我國電網在運行的過程中往往會(hui) 出現一係列的問題，影響著電力行業(ye) 的發展，而泛在電力物聯網借助關(guan) 鍵技術的優(you) 勢，不但能夠對電網運行狀態進行監測與(yu) 控製，還能夠實現電氣設備的自我診斷，對於(yu) 配電係統的穩定、安全運行起到較為(wei) 重要的作用。

3.2提高清潔能源占比

在目前配電係統的運行當中，清潔能源利用率較低，造成清潔能源浪費的情況。而泛在電力物聯網的建設能夠利用物聯網技術、人工智能技術等，對清潔能源的發電情況進行預測，並對清潔能源實現靈活的存儲(chu) 和應用，以多能源互補的方式，提高清潔能源在電網運行中的占比，提升清潔能源的利用率[9]。

3.3加快建設智慧能源服務平台

泛在電力物聯網關(guan) 鍵技術在配電係統中的應用有助於(yu) 智慧能源服務平台的建設。電力企業(ye) 可以通過商業(ye) 化的模式鼓勵人們(men) 增強對電力資源的需求，並采用大數據技術、互聯網金融技術等將眾(zhong) 多新型產(chan) 業(ye) 或是企業(ye) 納入自身的服務範圍之內(nei) ，不但可以為(wei) 用戶提供好的服務，還能夠加強電網與(yu) 企業(ye) 、政府的合作，使電力行業(ye) 得到發展。

3.4實現電網資產(chan) 管理

過去通常以人力或是電子設備的方式對配電係統中的電氣設備進行巡檢，而在電氣設備不斷增加、巡檢任務不斷增強的背景下，依靠傳(chuan) 統的巡檢方式已經難以滿足現階段巡檢的要求。而泛在電力物聯網可以利用實物ID數據技術，對電氣設備資產(chan) 進行智能化管理，並對其進行評估，極大程度上提升了電網資產(chan) 管理的準確性與(yu) 高效性。

4 Acrel-EIOT能源物聯網雲(yun) 平台

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯網開放平台是一套基於(yu) 物聯網數據中台，建立統一的上下行數據標準，為(wei) 互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平台。用戶僅(jin) 需購買(mai) 安科瑞物聯網傳(chuan) 感器，選配網關(guan) ，自行安裝後掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(ye) 數據服務。

該平台提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質量分析、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，並支持多平台、多語言、多終端數據訪問。

（2）應用場所

本平台適用於(yu) 公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管係統集成商、小型物業(ye) 、智慧城市、變配電站、建築樓宇、通信基站、工業(ye) 能耗、智能燈塔、電力運維等領域。

（3）平台結構

（4）平台功能

電力集抄

電力集抄模塊可以實現對各種監測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環境友好。在智能化方麵實現供配電監控係統的遙測'、遙信、遙控控製，對係統進行綜合檢測和統一管理；在數據資源管理方麵，可以顯示或查詢供配電室內(nei) 各設備運行（包括曆史和實時參數，並根據實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，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化、信息化技術，實現從(cong) 能源數據采集、過程監控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理，使能源管理、能源生產(chan) 以及使用的全過程有機結合起來，運用先進的數據處理與(yu) 分析技術，進行離線生產(chan) 分析與(yu) 管理，實現全廠能源係統的統一調度，優(you) 化能源介質平衡、有效利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體(ti) 能源管理水平的目的。

能耗概況

預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權限分配，查看係統日誌等功能；

2）係統配置：對建築、通訊管理機、儀(yi) 表及默認參數進行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、衝(chong) 正及記錄查詢等操作；

5）售水管理：對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作；

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

預付費看板

充電樁管理

通過物聯網技術，對接入係統的充電樁站點和各個(ge) 充電樁進行不間斷地數據采集和監控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一係列故障進行預警。雲(yun) 平台包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監控、運營分析、基礎數據管理等功能。

充電樁看板

智能照明

智能照明通過物聯網技術對安裝在城市各區域的室內(nei) 照明、城市路燈等照明回路的用電狀態進行不間斷地數據監測，也可以實現定時開關(guan) 策略配置及後台遠程管理和移動管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，並達到一定節能減掛的效果。

監控頁麵

安全用電

安全用電采用自主研發的剩餘(yu) 電流互感器、溫度傳(chuan) 感器、電氣火災探測器，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩餘(yu) 電流）進行不間斷的數據跟蹤與(yu) 統計分析，並將發現的各種隱患信息及時推送給企業(ye) 管理人員，指導企業(ye) 實現時間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現“防患於(yu) 未然"的目的。

智慧消防

通過雲(yun) 平台進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。原先針對“九小場所"和危化品生產(chan) 企業(ye) 無法有效監控的空白，適應於(yu) 所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“係統化"、用電管理“精細化"的實際需求。

（5）係統硬件配置

5結論

泛在電力物聯網主要利用物聯網技術進行智能電網的建設，不但可以確保配電係統運行的安全，提升清潔能源的利用率，還能夠實現智慧能源平台的建設，提供綜合化的服務，使泛在物聯網關(guan) 鍵技術的價(jia) 值能夠充分發揮，對於(yu) 電力行業(ye) 的發展具有至關(guan) 重要的作用。

安科瑞侯文莉