物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧電網(wǎng)中的應(yīng)用案例

劉丹

                                                                   （安科瑞電氣股份有限公司）

摘要：電力物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，智慧城市、智慧電網(wǎng)等都是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等等先進(jìn)技術(shù)相融合，通過整合通信基礎(chǔ)設(shè)施資源和電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施資源，提高電力系統(tǒng)信息化水平、配電系統(tǒng)的智能效率和供電能力，改善電力系統(tǒng)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施利用效率，為電網(wǎng)發(fā)、輸、變、配、用電等環(huán)節(jié)提供重要技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：電力物聯(lián)網(wǎng)；智慧電網(wǎng)；電力系統(tǒng) 

前言 

        配電網(wǎng)在電力能源系統(tǒng)中占有著重要地位,是實(shí)現(xiàn)深度感知、提升用戶體驗(yàn)、優(yōu)化運(yùn)營的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)的基石和關(guān)鍵所在。其在電力系統(tǒng)中的重要地位決定了進(jìn)一步優(yōu)化配電網(wǎng)系統(tǒng)的重要性；同時近些年來，智能配電與物聯(lián)網(wǎng)的概念的興起，越來越多與智能配電相關(guān)的新概念、新技術(shù)也不斷被提出，其中就包括了電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的問世。電力物聯(lián)網(wǎng)作為一種具有高度戰(zhàn)略意義的新型技術(shù)，被高度重視，我國在《“十四五"信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中就將電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為五項(xiàng)任務(wù)之一提出。

一.電力物聯(lián)網(wǎng)基本特征概述 

（1） 可感知 

        可感知性是電力物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)也是重要的特征之一，通過射頻識別、傳感器、二維碼等感知、捕獲、測量技術(shù)對物體進(jìn)行實(shí)時信息的采集。再利用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行及時反饋，使得我們能對配電網(wǎng)中的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時掌握，避免其他干擾因素導(dǎo)致的系統(tǒng)紊亂，降低配電系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)故障的概率。 

（2） 智能化 

        先將物體接入信息網(wǎng)絡(luò)，再借助各類通信網(wǎng)絡(luò)來可靠的進(jìn)行信息的實(shí)時同步和共享。在通過平臺技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和篩選，將有用信息數(shù)據(jù)通過圖形化、表格化進(jìn)行展示，方便運(yùn)維人員進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和故障分析及處理。 

（3） 互聯(lián)性強(qiáng) 

        無線技術(shù)（4G、5G、LORA、NB）的支撐，使各個能源客戶端能夠同配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)交流，以便及時對配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行及時調(diào)整。而安科瑞推出的ADW系列物聯(lián)網(wǎng)通訊電力監(jiān)測設(shè)備正是切合了該特點(diǎn)，通過多樣的上傳方式（4G、NB、LORA等）將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時的上傳到云端的平臺，在結(jié)合平臺的數(shù)據(jù)分析功能，給到用戶詳細(xì)、簡潔明了的數(shù)據(jù)報表。這也是萬物互聯(lián)，智慧電網(wǎng)的表現(xiàn)形態(tài)。

二.電力物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用內(nèi)容 

（1） 配電網(wǎng)的監(jiān)控

        配電網(wǎng)流程與環(huán)節(jié)眾多，任何微小問題都可能導(dǎo)致運(yùn)行故障，因此實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備狀態(tài)的在線監(jiān)測是配電網(wǎng)智能化的關(guān)鍵步驟。對于電力系統(tǒng)現(xiàn)有的10KV變電站設(shè)備加裝狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對高壓系統(tǒng)的在線監(jiān)測與故障分析，然后由人工根據(jù)系統(tǒng)診斷結(jié)果進(jìn)行檢修計劃的制定，以便在設(shè)備發(fā)生故障前就能及時排除隱患，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失，降低維護(hù)成本，提高設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性，以下為安科瑞微電網(wǎng)能效管理平臺為例，通過云端平臺我們可以結(jié)合曲線圖樹狀圖等即可直觀的了解到設(shè)備的運(yùn)行情況。

（2）智能用電管理 

        智能用電管理利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)智能用電的雙向交互服務(wù)、用電,信息采集、家居智能化、家庭能效管理、分布式電源接入以及充電樁技術(shù),為實(shí)現(xiàn)用戶與電網(wǎng)的雙向互動、提高供電可靠性與用電效率以及節(jié)能減排提供技術(shù)保障。通過在電動汽車、電池、充電設(shè)施中設(shè)置傳感器和射頻識別裝置,可以實(shí)時感知電動汽車的運(yùn)行狀態(tài)、電池使用狀態(tài)、充電設(shè)施狀態(tài)以及當(dāng)前網(wǎng)內(nèi)能源供給狀態(tài),實(shí)現(xiàn)電動汽車及充電設(shè)施的綜合監(jiān)測與分析,保證電動汽車的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)家居智能化,通過在各種家用電器中內(nèi)嵌智能采集模塊和通信模塊,可實(shí)現(xiàn)家用電器的智能化和網(wǎng)絡(luò)化,完成對家用電器運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測、分析以及控制。安科瑞針對“源網(wǎng)荷儲充"開發(fā)的云平臺既是智能用電管理的具體表現(xiàn)。

三.電力物聯(lián)網(wǎng)采集終端概況

       采集終端即為感知層設(shè)備，通過射頻識別、傳感器、二維碼等感知、捕獲、測量技術(shù)對物體進(jìn)行實(shí)時信息的采集的設(shè)備，如：電能表、水表、燃?xì)獗?、溫度傳感器等。而在配電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的便是智能電表。

        區(qū)別于傳統(tǒng)的基于電參量監(jiān)測功能的電能表，智能電表的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在強(qiáng)大的互聯(lián)功能和智能化監(jiān)測上，這里以安科瑞推出的ADW300物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測儀表為例說明一下智能電表相較于傳統(tǒng)電表的優(yōu)勢。

強(qiáng)大的互聯(lián)功能：相較于傳統(tǒng)電表的本地采集方式，通過與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，目前該款終端監(jiān)測設(shè)備除了可支持RS-485通訊，在網(wǎng)絡(luò)通信層也可支持采用GPRS、WiFi、NB-IoT等各種通訊技術(shù)，同時在通訊協(xié)議的適配方面也涵蓋了目前市面上的大部分通用協(xié)議。

        智能化監(jiān)測：主要是通過附加功能來協(xié)助終端采集設(shè)備的智能交互，如：支持開關(guān)量輸入輸出，可結(jié)合具體現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)開合閘的保護(hù)功能；支持多路的溫度測量和漏電監(jiān)測，防止因?yàn)楣收?、老化?dǎo)致的溫度過高而出現(xiàn)的安全隱患；報警上傳功能，支持各項(xiàng)電參量的報警設(shè)定，及時的上傳報警數(shù)據(jù)，再通過平臺短信預(yù)警等措施及時的通知到用戶端進(jìn)行現(xiàn)場故障的處理。

四. 電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景 

        從政策層面的規(guī)劃來看，2025年前建成電力互聯(lián)網(wǎng)勢在必行，這幾年通信運(yùn)營商在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面做了許多工作,電力系統(tǒng)針對智能配電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也做了很多工作，同時也正與國內(nèi)外智能配電網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)方面的機(jī)構(gòu)合作開展一些深層次的研究工作，各地關(guān)于智能電網(wǎng)的投資也在持續(xù)增長，招標(biāo)數(shù)量也呈上升趨勢。南方電網(wǎng)在近2年也投入了上千億來進(jìn)行電網(wǎng)的智能化建設(shè)。另一方面，電網(wǎng)需求的增長也促使電網(wǎng)供給端進(jìn)行自動化和智能化升級，從而創(chuàng)造海量的電力物聯(lián)網(wǎng)市場。近些年，安科瑞也陸續(xù)與多地電力公司進(jìn)行合作，提供終端設(shè)備，云端平臺等服務(wù)，并且不斷根據(jù)用戶的需求完善產(chǎn)品功能，全力參與建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)下的智能電網(wǎng)。 

總結(jié) 

        智能配電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究和應(yīng)用研究作為未來的大趨勢必將有越來越多的企業(yè)參與其中，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能配電網(wǎng)應(yīng)用中的重大突破,打造電力物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計、應(yīng)用開發(fā)、軟件平臺等完整的產(chǎn)業(yè)鏈也勢在必行，安科瑞推出的微電網(wǎng)能效管理平臺再搭配安科瑞ADW系列在線監(jiān)測儀表即可做到系統(tǒng)化和科學(xué)化的對智能配電網(wǎng)進(jìn)行管理，維護(hù)其正常運(yùn)行狀態(tài)，為居民生活提供更加穩(wěn)定和更加安全的電力能源，促進(jìn)配電系統(tǒng)在未來進(jìn)一步發(fā)展。