基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)的探討

宋志雄

摘 要：電是人們工作、生活中不可缺少的重要資源，為促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。配電網(wǎng)是重要的電力基礎(chǔ)設(shè)施，信息化時(shí)代背景下，配電網(wǎng)走向了智能化、自動(dòng)化的發(fā)展道路。智能配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)的優(yōu)劣，在很大程度上影響著整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，必須給予高度重視。文章主要對(duì)基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；智能配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)；信息技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）36-0135-02

Abstract： Electricity is an indispensable and important resource in people's work and life. It has made an important contribution to the promotion of social progress and economic development. Distribution network is an important power infrastructure. In the context of information age， distribution network becomes intelligent， automated on development path. The operation and maintenance technology of smart distribution network， to a large extent， affects the security and stability of the whole power system operation， so it must be attached great importance to. In this paper， the key technology of operation and maintenance of smart distribution network based on "Internet Plus" is analyzed.

Keywords： Internet Plus； operation and maintenance technology of smart distribution network； information technology

“互聯(lián)網(wǎng)+”計(jì)劃，是國(guó)家為了推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)由消費(fèi)領(lǐng)域走向生產(chǎn)領(lǐng)域的重要舉措。配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，信息技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用不斷深入，促使智能配電網(wǎng)系統(tǒng)成為電力行業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)。信息社會(huì)化、社會(huì)信息化時(shí)代背景下，互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)電力行業(yè)的融合，已經(jīng)成為電力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的主要方向。

1 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)的意義

“互聯(lián)網(wǎng)+”，即以互聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái)，并有機(jī)結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)、信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，將互聯(lián)網(wǎng)與各生產(chǎn)行業(yè)結(jié)合起來(lái)，以更好地促進(jìn)行業(yè)轉(zhuǎn)型與現(xiàn)代化發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)+智能配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)，由于大數(shù)據(jù)、通信技術(shù)的結(jié)合，使得配電網(wǎng)運(yùn)維工作擺脫了對(duì)地理位置的依賴，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)流與信息流之間的完美統(tǒng)一，因此已經(jīng)成為智能配電網(wǎng)運(yùn)維工作的主要發(fā)展方向?；ヂ?lián)網(wǎng)與智能配電網(wǎng)的融合，可以使電力能源的調(diào)配更加便捷、更加高效，從而有利于實(shí)現(xiàn)電能供需的最優(yōu)化配置，達(dá)到一定范圍內(nèi)電能的工序平衡，有利于降低電力調(diào)度成本、減少電力傳輸損耗，還有利于減少配電基礎(chǔ)設(shè)施的投入，對(duì)于改善如今日益突出能源短缺與能源供求矛盾問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)綠色配電，有著重要的意義[1]。

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)配電網(wǎng)系統(tǒng)不斷完善，但是仍有一些地區(qū)由于受到配電網(wǎng)投入成本高、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施水平低、項(xiàng)目工期長(zhǎng)等因素的限制，導(dǎo)致我國(guó)配電網(wǎng)整體上存在建設(shè)不均衡的局面，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全覆蓋。同時(shí)，智能配電網(wǎng)運(yùn)維過(guò)程中，需要涉及到的元素包括設(shè)備零部件及專業(yè)維修工具、專業(yè)維修人員與專業(yè)技術(shù)人員等。但實(shí)際上，配電網(wǎng)運(yùn)維工作的成本較高，且往往花費(fèi)了大量的人力、物力，效果卻不盡人意。以W=T1/（T+T2）代表配電網(wǎng)運(yùn)維效率計(jì)算公式。其中，W是配電網(wǎng)運(yùn)維效率，T1是配電網(wǎng)的有效工作時(shí)間，T2是配電網(wǎng)的維護(hù)的時(shí)間。由此可見，配電網(wǎng)運(yùn)維效率與配電網(wǎng)維護(hù)的時(shí)間成反比。因此，為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)維效率的提高，必須縮短配電網(wǎng)維護(hù)的時(shí)間。

2 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)攻堅(jiān)方向

2.1 構(gòu)建基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)

智能配電網(wǎng)在我國(guó)的起步較晚、發(fā)展時(shí)間較短，正在遭遇發(fā)展瓶頸，這樣的背景下，借助“互聯(lián)網(wǎng)+”的東風(fēng)，打造智能配電網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)，有利于提高電網(wǎng)系統(tǒng)的預(yù)警能力與風(fēng)險(xiǎn)抵抗能力，可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題，并及時(shí)做出反饋、有效解決，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)供電效率、供電質(zhì)量的提高以及削峰填谷，均可以產(chǎn)生積極作用。

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)，共由五個(gè)部分組成，即：（1）信息采集中心。借助信息采集設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)化采集智能配電網(wǎng)運(yùn)維工作中的問(wèn)題，并由技術(shù)人員對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理、歸檔、保存；（2）配電網(wǎng)運(yùn)維專家中心。建立基于全球范圍內(nèi)的專家交流中心，廣泛收集智能配電網(wǎng)運(yùn)維專家的聯(lián)系方式，并提供在線聊天、視頻會(huì)議等服務(wù)[2]；（3）配電網(wǎng)運(yùn)維診斷中心。綜合應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷算法、故障定位技術(shù)以及模糊或統(tǒng)計(jì)診斷技術(shù)，及時(shí)、準(zhǔn)確地診斷智能配電網(wǎng)故障問(wèn)題；（4）典型案例分析中心。廣泛收集往年發(fā)生過(guò)的典型案例，采集設(shè)備故障時(shí)的數(shù)據(jù)以及故障檢測(cè)數(shù)據(jù)，詳細(xì)分析故障問(wèn)題；（5）服務(wù)交互平臺(tái)。借助微信互動(dòng)平臺(tái)或者是

APP，為社會(huì)大眾、維修服務(wù)尋求者與提供者、故障診斷尋求者與提供者發(fā)布智能配電網(wǎng)運(yùn)維的基本常識(shí)，使其無(wú)需上門，便可以自行解決智能配電網(wǎng)的基本故障，并可以及時(shí)了解、跟蹤。

2.2 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)攻堅(jiān)

2.2.1 信息采集技術(shù)

就我國(guó)電力輸配網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)階段的發(fā)展情況來(lái)看，存在著明顯的不均衡現(xiàn)象，還有一些配電線路分布在地勢(shì)地貌、氣候條件比較惡劣的地區(qū)，成為了業(yè)務(wù)或信息孤島。若是出現(xiàn)了故障，單純采取人工巡線的傳統(tǒng)運(yùn)維方式來(lái)查找故障，不僅需要較長(zhǎng)的停電時(shí)間，消耗了大量的人力與物力，效率與效果也比較低。面對(duì)這樣的情況，有必要借助互聯(lián)網(wǎng)電力故障檢測(cè)終端，來(lái)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)互聯(lián)網(wǎng)化，前提是實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)網(wǎng)化?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+智能配電網(wǎng)”的實(shí)現(xiàn)，前提在于將配電網(wǎng)系統(tǒng)及其中的設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)。通過(guò)用電設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備以及發(fā)電設(shè)備，部署各類數(shù)據(jù)采集控制單元，包括視頻監(jiān)控單元、控制器單元、能效監(jiān)測(cè)終端以及環(huán)境傳感器，從而實(shí)時(shí)采集環(huán)境、發(fā)電、用電以及安全數(shù)據(jù)，構(gòu)建以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的區(qū)域用電管理的末端神經(jīng)元，并借助扁平化匯聚、縱向貫通以及樹狀匯聚三種流量形態(tài)，建立一個(gè)以基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)為電力調(diào)度管理中心、以終端用戶為神經(jīng)末梢的互聯(lián)網(wǎng)+智能配電網(wǎng)運(yùn)維管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人力、物力、財(cái)力及設(shè)備的集約化管理[3]。

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)維工作，所需要采集的信息包括智能配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備出廠數(shù)據(jù)兩個(gè)方面。首先，設(shè)備出廠數(shù)據(jù)可以反映設(shè)備的基本性能。其次，智能配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)指的是，在配電網(wǎng)系統(tǒng)上配置電壓互感器、電流互感器，這種設(shè)備可以對(duì)電力一次值進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)變?yōu)槎坞妷?、電流值。終端濾波放大電路對(duì)二次電壓、電流值進(jìn)行處理之后，借助AD轉(zhuǎn)換芯片，使模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)。在此基礎(chǔ)上，由于并口通訊的存在，使得數(shù)字信號(hào)被處理器所獲取，然后依靠定時(shí)器等功能，開展高頻傅里葉計(jì)算，便可以得到實(shí)時(shí)電壓值、電流值。通過(guò)對(duì)比分析定值與實(shí)時(shí)電壓值、電流值，便可以判斷故障的類型。然后再通過(guò)IO口通訊、串行將電力參數(shù)、故障類型等信息發(fā)送到無(wú)線傳輸模塊，借助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，后臺(tái)以及運(yùn)維人員便可以接收到數(shù)據(jù)。運(yùn)維人員在日常監(jiān)測(cè)維修工作中，應(yīng)時(shí)刻注意對(duì)比分析現(xiàn)行數(shù)據(jù)以及設(shè)備原始數(shù)據(jù)，以明確設(shè)備參數(shù)出現(xiàn)的變化，為維護(hù)提供可靠的數(shù)據(jù)支持，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)維效率與效果的提高。

2.2.2 故障判定技術(shù)

智能配電網(wǎng)的工作頻率一般為50赫茲，一個(gè)正弦波為20毫秒，同時(shí)，按照傅里葉算法的要求，需要分80個(gè)點(diǎn)來(lái)采集一個(gè)正弦波形，因此250微秒為一個(gè)離散點(diǎn)。將定時(shí)器啟動(dòng)，250微秒定時(shí)中斷，一旦到達(dá)定時(shí)時(shí)間，則自動(dòng)將信息采集程序啟動(dòng)，并通過(guò)并口實(shí)現(xiàn)與AD轉(zhuǎn)換芯片的通訊，將離散的數(shù)據(jù)采集起來(lái)。借助傅里葉算法，并根據(jù)離散數(shù)據(jù)，算出參數(shù)的最大值、有效值，并將得出的數(shù)據(jù)值與定值進(jìn)行對(duì)比。若是數(shù)據(jù)值處于正常值范圍之內(nèi)，則啟動(dòng)發(fā)送程序，將當(dāng)前數(shù)據(jù)發(fā)送至無(wú)線發(fā)送模塊，開展數(shù)據(jù)傳輸；若是數(shù)據(jù)值在正常值范圍之外，則分析、判斷故障類型，無(wú)線發(fā)送故障類型。

故障出現(xiàn)后，應(yīng)當(dāng)對(duì)智能配電網(wǎng)進(jìn)行分析，評(píng)估其可持續(xù)工作的可能性，并作出相應(yīng)的可行性評(píng)估報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容主要包括兩點(diǎn)，一是是否需要維修、是否符合維修條件；二是設(shè)備維修的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估，以降低成本為首要條件，并綜合考慮維修效果，對(duì)維修方案進(jìn)行可行性分析。

通過(guò)對(duì)比分析故障數(shù)據(jù)以及原有數(shù)據(jù)，開展參數(shù)分析判斷工作。同時(shí)，還要對(duì)設(shè)備的使用壽命、現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)行分析，深入了解設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，并預(yù)估運(yùn)行維護(hù)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

2.2.3 數(shù)據(jù)共享技術(shù)

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能配電網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)，為了實(shí)現(xiàn)平臺(tái)作用的充分發(fā)揮，需要多方面人員的共同努力，而多方協(xié)作的前提是信息數(shù)據(jù)共享，這就需要建立數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。一線運(yùn)維人員、高技術(shù)研究者以及運(yùn)維專家，均在數(shù)據(jù)共享平臺(tái)中發(fā)揮著重要的作用。首先，作為一線運(yùn)維人員，其主要職責(zé)是負(fù)責(zé)處理客戶上傳的各種故障問(wèn)題，并完成設(shè)備檢測(cè)、診斷、維修以及完善維修檔案等一系列維修過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，一線運(yùn)維人員需要與技術(shù)人員、維修專家等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，經(jīng)過(guò)共同討論分析后，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)幫助客戶解決故障問(wèn)題。其次，高技術(shù)研究者，收集智能配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及廠家原始數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析，判斷、評(píng)估運(yùn)維過(guò)程中的疑難問(wèn)題，并應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)一線運(yùn)維人員實(shí)施指導(dǎo)與培訓(xùn)，使其攻克實(shí)際工作中遇到的難點(diǎn)問(wèn)題，然后將疑難問(wèn)題及其處理措施上傳到互聯(lián)網(wǎng)上，以供相關(guān)技術(shù)人員交流。最后，運(yùn)維專家，主要負(fù)責(zé)分享維修經(jīng)驗(yàn)，并開展遠(yuǎn)程故障診斷、分析以及維修工作，積極研發(fā)新技術(shù)，上傳通用診斷及維修知識(shí)等。

除此之外，還可以借助微信公眾平臺(tái)、APP等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。其優(yōu)勢(shì)在于：（1）應(yīng)用微信公眾平臺(tái)、APP等，可以拉近智能配電網(wǎng)運(yùn)維技術(shù)與用戶之間的距離，使用戶隨時(shí)隨地告知智能配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)維情況；（2）可以定期向客戶推送非

高技術(shù)故障及措施的相關(guān)信息；（3）向客戶推送用電節(jié)能建

議，評(píng)估家用電器的用電情況，例如新舊電器用電量評(píng)估、每月用電量對(duì)比等；（4）向客戶推送用電安全法律法規(guī)、電力政策以及安全知識(shí)，倡導(dǎo)安全用電。

3 結(jié)束語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)+智能配電網(wǎng)，可以使運(yùn)維人員實(shí)時(shí)掌握配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，有利于監(jiān)測(cè)配電線路負(fù)荷情況，發(fā)現(xiàn)故障時(shí)準(zhǔn)確定位，從而可以提高運(yùn)維效率，是促進(jìn)智能電網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展的有效途徑。

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