基于物聯(lián)網(wǎng)的配電自動化應(yīng)用研究

石曉麗

摘要：國家電網(wǎng)公司在全面推進“三型兩網(wǎng)”建設(shè)的同時，面臨著嚴(yán)峻的形勢。首先，新能源接入系統(tǒng)比重高、電力智能化和多向化的趨勢直接影響到電網(wǎng)的運行，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致電網(wǎng)切換和電網(wǎng)崩潰。傳統(tǒng)的電網(wǎng)設(shè)備運行維護模式已不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)管理的要求。其次，由于供電側(cè)和售電側(cè)的開放，打破了傳統(tǒng)電網(wǎng)的壟斷地位。隨著企業(yè)的增多，市場的競爭終于來臨，社會的快速發(fā)展迫使電力行業(yè)的改革適應(yīng)當(dāng)前的形勢，新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用也給傳統(tǒng)電力行業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。無處不在的電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為提高電力系統(tǒng)運行水平和電網(wǎng)資產(chǎn)運營效率開辟了新途徑。同時，可以充分發(fā)揮電網(wǎng)的優(yōu)勢，保持戰(zhàn)略主動性。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);配電自動化;應(yīng)用;研究

1配電自動化的定義及發(fā)展趨勢

1.1配電自動化（DA）

配電自動化（DA）是集計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、控制技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)備和管理功能于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。旨在提高供電可靠性，提高電能質(zhì)量，降低電網(wǎng)運行成本，大大降低操作人員的勞動強度。

1.2配電自動化具體包含饋線自動化和變電站的自動化兩方面

1.2.1饋線自動化的發(fā)展新模式。

饋線自動化是配電自動化的重要組成部分，是配電自動化的基礎(chǔ)。其研究對象主要針對中低壓配電網(wǎng)中的饋線，是提高配電網(wǎng)可靠性的關(guān)鍵技術(shù)之一。饋線終端裝置可以實現(xiàn)配電自動化的緊急控制功能，使保護功能更加獨立和完善。這與變壓器綜合自動化系統(tǒng)的保護功能相對獨立、保護功能分散、保護裝置由自動化系統(tǒng)按分級配電的原則組成是一致的?；诠饫w通信廣域保護技術(shù)的智能化饋線自動化是未來發(fā)展的必然趨勢。分布式智能保護饋線自動化作為一種過渡方式，可以在不完成通信的情況下實現(xiàn)快速的故障隔離和優(yōu)化的故障恢復(fù)，并為無線通信、載波通信和光纖通信預(yù)留接口，當(dāng)經(jīng)濟條件允許時，通信模塊可以直接升級為更快、更優(yōu)化的饋線自動化功能。

1.2.2智能變電站的發(fā)展方向。

變電站自動化正朝著由先進、可靠、節(jié)能環(huán)保設(shè)備組成的智能變電站方向發(fā)展。與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站將在技術(shù)、運行和管理水平上得到提升，對降低電網(wǎng)運行成本、促進效率提高、提高自動化水平具有現(xiàn)實意義。然而，智能變電站的研究和建設(shè)仍有待發(fā)展，但隨著技術(shù)的發(fā)展，未來的智能變電站還應(yīng)具備以下功能：（1）設(shè)備可視化管理。（2）智能報警與故障信息綜合分析與決策。（3）操作優(yōu)化控制。（4）安全自動控制。（5）站域保護。

1.3配電自動化的目標(biāo)。

（1）電能質(zhì)量和供電可靠性的提高為用戶提供了優(yōu)質(zhì)的電能;（2）電網(wǎng)供電能力的全面提高;（3）配電管理自動化的實現(xiàn)，各種管理信息的支持，管理水平和勞動生產(chǎn)率的提高;（4）配電網(wǎng)經(jīng)濟運行的實現(xiàn);（5）勞動生產(chǎn)率和服務(wù)質(zhì)量的提高。

2基于物聯(lián)網(wǎng)配電自動化應(yīng)用的主要特征，

目前，我國物聯(lián)網(wǎng)配電自動化應(yīng)用的首要要求是智能配電網(wǎng)。同時，要滿足配網(wǎng)堅實、可靠、經(jīng)濟、高效的要求，充分實現(xiàn)電力流、信息流、業(yè)務(wù)流的一體化?；诖耍壳拔覈锫?lián)網(wǎng)配電自動化應(yīng)用具有以下特點。

首先，在配電網(wǎng)自動化的實際應(yīng)用過程中，物聯(lián)網(wǎng)必須是一個專用網(wǎng)。雖然物聯(lián)網(wǎng)配電自動化的應(yīng)用可以采取多種基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，但基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況和配電網(wǎng)自動化的應(yīng)用情況來判斷，電力行業(yè)的專用通信網(wǎng)也可以采用也是電力物聯(lián)網(wǎng)專用的新型通信網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，在配電自動化的應(yīng)用中，如果出現(xiàn)突發(fā)事件，那么應(yīng)急公共通信網(wǎng)絡(luò)就可以及時有效的采取。

其次，由于配電自動化物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用會受到網(wǎng)絡(luò)的影響，同時具有很高的標(biāo)準(zhǔn)和很高的嚴(yán)格的用戶認證和識別能力，可以為不同層次的用戶享受不同的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

第三，物聯(lián)網(wǎng)配電自動化應(yīng)用本身具有良好的安全性和可靠性。因為電力物聯(lián)網(wǎng)是支撐電網(wǎng)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵，所以目前的電力物聯(lián)網(wǎng)能夠極大地影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此，針對這種現(xiàn)象，有必要全面建設(shè)智能電網(wǎng)，既能有效地用于配電自動化，又能加強和保障配電自動化的安全可靠性。

最后，在物聯(lián)網(wǎng)配電自動化的應(yīng)用過程中，充分體現(xiàn)了終端層所有事物的連通性。此外，物聯(lián)網(wǎng)配電自動化全面體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)層的各個方向，具有良好的通信能力。

3基于物聯(lián)網(wǎng)的配電自動化應(yīng)用研究

3.1基于物聯(lián)網(wǎng)的配電自動化應(yīng)用解決方案

基于“云、管、邊、端”關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用支撐平臺，構(gòu)建了“云、管、邊、端”集成系統(tǒng)集成解決方案。建設(shè)“云”主站，實現(xiàn)配電網(wǎng)運行、狀態(tài)、管理全過程的整體感知、數(shù)據(jù)融合和智能應(yīng)用，支持配電網(wǎng)數(shù)字化運行維護。通過光纖專用網(wǎng)、無線專用網(wǎng)和無線公網(wǎng)的集成，實現(xiàn)了配電網(wǎng)的遠程通信網(wǎng)絡(luò)和本地通信網(wǎng)絡(luò)。配置綜合邊緣計算平臺的智能配電變壓器終端，實現(xiàn)配電網(wǎng)的本地數(shù)據(jù)處理。安裝分布式智能終端和集成即插即用功能的智能傳感設(shè)備，實現(xiàn)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的靈活采集。

以智能配變終端為核心，在站區(qū)配電室低壓出線及儀表箱、JP柜、箱變處設(shè)置分布式站區(qū)傳感終端，實現(xiàn)對電壓、電流、開關(guān)位置信息的采集、監(jiān)測和分析在低壓出線和表箱t接點處，實現(xiàn)對停電區(qū)段的研究、判斷和報警，分布式站區(qū)傳感終端采用即插即用設(shè)計，不需要配電變壓器和主站側(cè)配置點表信息，配置智能電容器實現(xiàn)對站區(qū)電能質(zhì)量和補償電容器投切狀態(tài)的實時監(jiān)測;接入配電變壓器溫度信息，對其運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和預(yù)警。配置溫濕度模塊，實現(xiàn)室內(nèi)溫濕度監(jiān)測和預(yù)警。

3.2配電網(wǎng)運維管理水平提升

通過基于物聯(lián)網(wǎng)的配電自動化的應(yīng)用，可以使配電網(wǎng)中低壓故障的定位更加準(zhǔn)確，實現(xiàn)故障原因的智能分析，通過主動搶修提高故障搶修的效率，減少停電時間。推進基于物聯(lián)網(wǎng)的配電自動化應(yīng)用，可以降低配電設(shè)備的運行維護成本，包括降低設(shè)備維護成本、降低運行維護人員成本等，降低車輛設(shè)備等消耗品的利用率。

3.3優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)水平提升

通過基于物聯(lián)網(wǎng)的配電自動化應(yīng)用，將太陽能光伏、風(fēng)力發(fā)電、儲能、電動汽車充電等從獨立的點對點業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一的面對面業(yè)務(wù)群，各業(yè)務(wù)形成統(tǒng)一部署，更加合理地接入配網(wǎng)應(yīng)用，全面治理各種新能源接入對現(xiàn)有配網(wǎng)的影響，提高新能源接入能力，我們創(chuàng)建了健康、充滿活力的生態(tài)系統(tǒng)，積極支持和培育了整個產(chǎn)業(yè)鏈。

結(jié)束語

基于物聯(lián)網(wǎng)的配電自動化應(yīng)用是配電網(wǎng)能量管理長期變化的基礎(chǔ)。它將深刻改變傳統(tǒng)配電網(wǎng)的研究視角和應(yīng)用模式。在“工業(yè)4”和“互聯(lián)網(wǎng)+”的潮流下，基于物聯(lián)網(wǎng)的配電自動化不僅要實現(xiàn)配電網(wǎng)技術(shù)突破，而且是以電網(wǎng)為核心的能源與工業(yè)互聯(lián)系統(tǒng)形成的技術(shù)基礎(chǔ)。

基于物聯(lián)網(wǎng)的配電自動化的應(yīng)用是集成主從物理集成、即插即用互操作、全景感知、多源信息集成、信息多邊保護和內(nèi)部強化以及工控安全等關(guān)鍵在現(xiàn)有配電網(wǎng)信息化、自動化和交互技術(shù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)多源系統(tǒng)信息的深度集成。

突破物聯(lián)網(wǎng)配電自動化應(yīng)用的理論和實踐，將全面提高配電網(wǎng)運行維護管理水平和優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)水平，推動分銷管理由“生產(chǎn)型”向“服務(wù)型”顛覆性轉(zhuǎn)變，最終構(gòu)建多方參與、合作共贏、協(xié)同進化的分銷物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。

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