李曉勇

（上海方融智能科技有限公司 上海 200437）

配電網(wǎng)絡的智能運行會隨著技術的發(fā)展而日益完善，且國民生活水平大幅提升、社會需求不斷增多要求配電系統(tǒng)現(xiàn)代化、智能化革新。電力物聯(lián)網(wǎng)的應用能夠保證供電的連續(xù)性，促使電力整體穩(wěn)定性得以提升，同時，還可以從根本上滿足大眾用電需求，增強用戶滿意度，并提高配電系統(tǒng)運行綜合效益。

1 電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構研究

電力物聯(lián)網(wǎng)圍繞著配電系統(tǒng)各個方面，是融合多種現(xiàn)代化技術而得到的產(chǎn)物，如信息技術、通信技術、移動互聯(lián)網(wǎng)技術、人工智能技術等，通過打造電力物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)電力各環(huán)節(jié)中的萬物互聯(lián)，還能夠在先進技術的支撐下，構建出人機交互系統(tǒng)，實現(xiàn)人與設備的有效“溝通”，具備全面狀態(tài)感知功能，還可對各類電力信息進行處理。電力物聯(lián)網(wǎng)中擁有極具靈活性的智能服務系統(tǒng)，由應用層、平臺層、網(wǎng)絡層、感知層組成。作為實現(xiàn)配電系統(tǒng)互聯(lián)、人機交互及綜合狀態(tài)感知的智能服務系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)技術被廣泛應用于電網(wǎng)布局工作中，助力電力行業(yè)高速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)配備有5個級別的終端，分別為通信網(wǎng)絡、邊緣計算、人工智能、云平臺及信息收集器，加大電力物聯(lián)網(wǎng)建設力度，能夠為配電系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行提供保障，還可提高系統(tǒng)運行效益?，F(xiàn)如今，“三型兩網(wǎng)”持續(xù)推進，作為其重要組成部分，將電力物聯(lián)網(wǎng)運用到配電系統(tǒng)中，可構建出靈活性的電網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)智能化服務與生活的全面融合，促進配電系統(tǒng)運行與維護工作的智能化轉型，推動電力行業(yè)持續(xù)、良性發(fā)展。

2 電力物聯(lián)網(wǎng)下的配電系統(tǒng)運行

2.1 配電系統(tǒng)運行監(jiān)測

在信息技術未得到發(fā)展與大范圍推廣前，若配電系統(tǒng)中的電氣設備發(fā)生運行故障，無法第一時間確定故障位置，只能利用人工排查的方式找到故障點，再根據(jù)故障類型進行維修。但隨著電力物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展與完善，也帶來較多新型負載，對配電網(wǎng)絡中的配電質量與安全提出更為嚴苛的要求。標準電力物聯(lián)網(wǎng)技術允許并網(wǎng)的配電系統(tǒng)實時查看電氣設備功能狀態(tài)，同時也可對各類干擾配電系統(tǒng)運行情況的風險進行評估，并從根本上消除潛在的各類問題。

電力物聯(lián)網(wǎng)的應用優(yōu)化了傳統(tǒng)監(jiān)測手段，可實現(xiàn)對配電系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時、全過程監(jiān)管。在此基礎上，搭配通信系統(tǒng)，管理人員能夠快速判斷出各類運行錯誤，并利用物聯(lián)網(wǎng)在線排查，確保配電系統(tǒng)運行穩(wěn)定與安全。此外，融合電力物聯(lián)網(wǎng)的配電系統(tǒng)能夠全面評估各類安全風險。通過自動收集、整理、分析配電系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對現(xiàn)場風險的有效了解與把控，并準確找出安全性較差的設備，利用人工智能技術，完善、優(yōu)化該設備性能，增強電力供應連續(xù)性、穩(wěn)定性。

2.2 綜合能源協(xié)調運行

依托于傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡搭建的配電系統(tǒng)，無法保證網(wǎng)格與用戶彼此間邊界的清晰性。除電流外，節(jié)點電壓、頻率波動的分布、揮發(fā)性能量均表現(xiàn)出不確定性，嚴重影響配電系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，而這一問題是配電系統(tǒng)優(yōu)化與升級時需著重關注與解決的。

現(xiàn)階段，與國民生活有關的各類系統(tǒng)在運行時均表現(xiàn)出獨立性的特點，如運輸系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、燃氣系統(tǒng)等，確保系統(tǒng)之間互不影響。但未來仍需將配電系統(tǒng)調整為同時擁有水、電力、天然氣等設施的當?shù)仉娋W(wǎng)主要樞紐，實現(xiàn)各類能源的綜合協(xié)調運行［1］。要想達到這一目標，就需調整、集成配電系統(tǒng)與其他系統(tǒng)，以此滿足整個能源系統(tǒng)的運行需求。注重電力物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，并做好各分銷網(wǎng)絡的規(guī)劃與運營，賦予其更高靈活性與自主權，利用物聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)技術，打造能源操作系統(tǒng)。采集、整理各耗能電力系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，將此作為依據(jù)，為粒子充電與傳輸構建平滑的模型空間。與此同時，還應借助能夠識別的電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算技術、分布式資源引爆變壓器與能量存儲系統(tǒng)，可起到實時調節(jié)用戶負載的作用。并且需科學、合理更改分配拓撲與帶寬分配，可實現(xiàn)在不確定情況下帶寬分配的全面改善。打造電力數(shù)據(jù)平臺，依據(jù)組合式、大型分散式供電系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，并整合用戶能耗及數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡運行信息，借助云計算技術，以此了解空間、時間分配的不同特征，為集成傳輸再生、集成電氣系統(tǒng)的實時存儲與多種能源最佳消耗量設計相應的協(xié)調方案。

2.3 用戶個性化功能服務

用戶是分銷網(wǎng)絡的重要組成，但當前用戶僅以接收者的身份參與到分銷網(wǎng)絡運作中。近些年，電價逐漸向用電者轉變，為能源消耗的優(yōu)化及分銷網(wǎng)絡運行不足的彌補提供有利條件，且電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應用促使網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)設備滲透到用戶中，在這一背景下，使得高級用戶角色逐漸消失。融合電力物聯(lián)網(wǎng)的配電系統(tǒng)運行優(yōu)勢主要表現(xiàn)在兩方面。

第一，在先進配電系統(tǒng)的支撐下，打造小型且可移動的“風電場”，將其安裝于用戶住房頂端，配備小型風力發(fā)電機，可實現(xiàn)用戶身份的轉變，即從配電網(wǎng)絡參與者變化為電力供應商。若以廣義的角度進行分析，配電網(wǎng)絡中的能量存儲設備也可以是建筑內部空氣或熱水器。

第二，優(yōu)化智能能耗終端，包括電熱水器、智能空調等，同時，還可進一步豐富用電信息，為不同區(qū)域供電。由此可見，應重視起電力物聯(lián)網(wǎng)與配電系統(tǒng)個人電源服務的開發(fā)與應用，有助于用戶整體體驗感的增強，還可以保證能源消耗的合理性。在此基礎上，適當擴大用戶參與深度與范圍，利用集成創(chuàng)造技術，促使用戶生成主動意識，自覺參與到分銷網(wǎng)絡優(yōu)化工作中。與此同時，應注重人工智能技術、云計算技術、大數(shù)據(jù)技術的運用，對能源用戶能源消耗情況進行分析，并針對不同用戶，制定相應的能源消耗準則，有助于個人能源消耗體驗的增強。此外，還需基于運行配電網(wǎng)技術的主動優(yōu)化與成本激勵機制，將各類應用程序與配電網(wǎng)相對應，包括熱水器、空調、網(wǎng)絡中的分布式設備等二次電源，實現(xiàn)設備的智能化、集成化管理。能源云作為一種用戶友好型設備，能夠準確響應傳輸網(wǎng)絡的操作模式與配置，促使協(xié)調網(wǎng)絡靈活性得以增強［2］。

3 電力物聯(lián)網(wǎng)下的配電系統(tǒng)維護

3.1 配電系統(tǒng)維護要求

配電系統(tǒng)應具備實時監(jiān)測、控制配電網(wǎng)運行狀態(tài)的功能。配電網(wǎng)日常運行中，需安排專業(yè)人員定期巡視與維護，作好運行數(shù)據(jù)的記錄，匯總成運行報表后移交給上級相關部門，防范運行故障的發(fā)生，定期巡視與維護工作可細分為兩種類型。（1）周期性維護。是指在規(guī)定的時間執(zhí)行配電網(wǎng)維護工作，例如，每日安排人員進行簡單巡檢，每周執(zhí)行1次一般巡檢工作，每月則需進行全方位、精細化巡護，但任何一種巡視、維護工作均需由2名以上的工作人員參與。（2）特殊性維護。是指在特殊時期下所開展的維護工作，如高溫時、暴風雨后、重大節(jié)假日前等。打造配電系統(tǒng)時，融合物聯(lián)網(wǎng)技術以滿足配電網(wǎng)巡視、維護基本需求，同時，還需注重感知層技術運用，科學連接起系統(tǒng)中各電氣設備，實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)的全過程監(jiān)測，并自動采集運行數(shù)據(jù)，若有隱藏運行故障，可自動發(fā)出預警，達到故障集中處理的效果。依托于維護經(jīng)驗及具體數(shù)據(jù)信息，探究設備運行規(guī)律，以此消除各類運行隱患。

此外，配電網(wǎng)智慧運行與維護時，需始終遵循3項操作原則。第一，每周安排專業(yè)運維人員深入性、全面性分析配電系統(tǒng)匯總的運行數(shù)據(jù)，依托于分析結果，科學、適當調整配電網(wǎng)巡檢、維護頻率。第二，開展特殊性維護工作時，應實時、全過程監(jiān)管配電網(wǎng)設備運行狀態(tài)，在此基礎上，對配電系統(tǒng)中存在或隱藏的故障問題加以集中化處理，作出響應，總結經(jīng)驗，確保后期配電網(wǎng)運維、檢修工作有序進行。第三，巡視維護期間，若發(fā)現(xiàn)有較為明顯的隱患或缺陷存在，則需將該部位或設備歸入到精細化管理范疇中，并組織專業(yè)人員分析缺陷類型及產(chǎn)生原因，再針對性地制定處理措施，直至隱患消除。另外，還需運用大數(shù)據(jù)技術對配電網(wǎng)整體運行情況進行重新評估，根據(jù)評估結果重新智能化設定巡檢頻率［3］。

3.2 配電系統(tǒng)維護需求

首先，需針對配電系統(tǒng)中的各類電氣設備構建智能化評估體系，利用電力物聯(lián)網(wǎng)感知層，智能、集中收集配電設備各項參數(shù)，包括運行時長、電壓等級、負荷情況等，再借助大數(shù)據(jù)技術，對參數(shù)進行綜合評估處理，而各單位管轄范圍內的配電設備則需單獨評估，并設定相對應的評估標準，還應整合各標準，做好分析與歸類工作，為配電設備運行狀態(tài)判定提供可靠、完整評估依據(jù)。此外，還需為不同設備設計不同的評估方式，區(qū)分新、老設備，增強設備管理工作合理性，還能實現(xiàn)各類管理資源的充分利用，確保選用的運維方法有效。

其次，細分運維方式。配電系統(tǒng)中的電氣設備設置較為分散，且構造復雜，對此，應針對不同設備的運維方式進行細分，主要有兩種，即精細運維和一般運維。其中，精細運維通常針對特殊情況，需深入分析電氣設備，確保設備各類信息的完整獲取，將其同正常運行狀態(tài)下的設備參數(shù)進行對比，以此找出隱藏的故障隱患，再統(tǒng)一管理與處理，確保設備良性運作。

再次，優(yōu)化運維內容。由配電系統(tǒng)自動分析與整理設備運維數(shù)據(jù)，在此基礎上，全面優(yōu)化數(shù)據(jù)，精細化管理特殊設備，實現(xiàn)設備的定點、定時、定量管理。

最后，確保運維工作高效執(zhí)行與完成。利用大數(shù)據(jù)技術，分析配電系統(tǒng)運維結果，做好各項結果的分類、整理工作，將其作為后期配電系統(tǒng)運維工作的開展依據(jù)，提高數(shù)據(jù)調用與運維效率。同時，還需分級評估分析結果，打造相對應的評估管理體系，增強運維工作針對性。盡管智能化配電系統(tǒng)主要是由計算機操作，但仍需采取人工的方式對系統(tǒng)進行日常維護，如檢查設備與配電系統(tǒng)運行狀態(tài)，并上報檢查結果。這一過程可借助移動設備執(zhí)行，只需同配電系統(tǒng)相連接，便可實現(xiàn)瞬間上報，從而達到實時記錄、反饋配電現(xiàn)場運行情況的目的，有助于系統(tǒng)維護效率的大幅提升［4］。

4 電力物聯(lián)網(wǎng)下的配電系統(tǒng)總體設計

4.1 配電系統(tǒng)設備評估

（1）采集基礎數(shù)據(jù)。依托于電力物聯(lián)網(wǎng)技術，采集、整理配電網(wǎng)中的各類設備信息，并根據(jù)不同設備所表現(xiàn)出的特點，著手于數(shù)據(jù)的分類工作，從而得到設備的基礎數(shù)據(jù)。

（2）錄入評估要素。自動評估系統(tǒng)是保障配電系統(tǒng)智能化運作的關鍵，系統(tǒng)的運行原理是利用大數(shù)據(jù)技術，對配電系統(tǒng)中各類電氣設備的基礎數(shù)據(jù)進行評估數(shù)據(jù)篩選，而評估要素則為配電網(wǎng)中較為重要或有代表性的數(shù)據(jù)。

（3）生成評估結果。該環(huán)節(jié)是對前期錄入的評估要素進行分析與整理，再依據(jù)配電網(wǎng)運行、維護要求準則，全面、細致地評估分析結果。另外，區(qū)別整理評估數(shù)值，并對其所屬范疇進行劃分，主要有一般運維范疇、精細運維范疇。為保證評估結果完整性、分類準確性，允許運維人員手動調整。完成此項工作后，將評估結果上傳于系統(tǒng)中，并以表格的形式加以呈現(xiàn)。

（4）調整評估體系。這一過程主要是運用智能技術，全面調整、優(yōu)化評估體系，賦予評估體系增、刪、改、查等基本功能，實現(xiàn)對設備評估要素的有效處理。此外，融合大數(shù)據(jù)技術的配電系統(tǒng)還具備自我評估功能，搭配人工線下錄入手段，為評估標準科學、合理提供保障［5］。

4.2 配電系統(tǒng)運維管理

在對配電系統(tǒng)運行與維護進行管理時，需著手以下3項工作。

首先，作好工作記錄。配電系統(tǒng)每完成1 次運維操作時，會自動將運維數(shù)據(jù)存儲于搭建的數(shù)據(jù)庫中，同時，還能智慧分類、保存運維結果，為后期配網(wǎng)作業(yè)提供可靠數(shù)據(jù)參考。而數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息可用于對比系統(tǒng)新采集到的數(shù)據(jù)結果，并在系統(tǒng)中進行匯總，幫助運維人員了解系統(tǒng)運維狀態(tài)。

其次，系統(tǒng)運維管理。配電系統(tǒng)依托于電力物聯(lián)網(wǎng)智能化、自動化的優(yōu)勢，實現(xiàn)對運維數(shù)據(jù)的智能分析，還可依據(jù)運維結果作出相應的判斷，集合運行整體狀態(tài)，找出隱藏的故障隱患，并針對性地制定可行且有效的處理措施。此外，能夠自動執(zhí)行運維記錄與結果的增加、刪除、查看與修改工作，在此期間，如果一些數(shù)據(jù)結果無法刪除與修改，配電系統(tǒng)會依據(jù)設備運維時長加以判斷。電力物聯(lián)網(wǎng)技術的應用可實現(xiàn)配電系統(tǒng)與移動端相互連通，實時同步移動端所采集的數(shù)據(jù)信息，從而達到數(shù)據(jù)實時更新與共享的目的。

最后，移動設備記錄。移動端通常由運維人員操控，開展人工運維工作時，將配電系統(tǒng)發(fā)出指令或反饋的結果作為依據(jù)，對設備進行實時、實地維護，增強運維工作時效性、準確性。與此同時，配電系統(tǒng)可全過程反饋由移動端設備接收到的運維結果，達到數(shù)據(jù)互通的效果［6］。

5 結語

配電系統(tǒng)運行過程中，通過融合電力物聯(lián)網(wǎng)技術，不僅可實現(xiàn)智能化運作，還能夠實時采集系統(tǒng)中各類電氣設備運行狀態(tài)信息，從而達到配電網(wǎng)運維全過程監(jiān)管的目的，降低人力成本投入的同時，提高配電系統(tǒng)運維效率，推動配電系統(tǒng)運維自動化、智能化發(fā)展。