李曉勇

（上海方融智能科技有限公司 上海 200437）

配電網(wǎng)絡(luò)的智能運(yùn)行會(huì)隨著技術(shù)的發(fā)展而日益完善，且國民生活水平大幅提升、社會(huì)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(yīng)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(shí)，還可以從根本上滿足大眾用電需求，增強(qiáng)用戶滿意度，并提高配電系統(tǒng)運(yùn)行綜合效益。

1 電力物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)研究

電力物聯(lián)網(wǎng)圍繞著配電系統(tǒng)各個(gè)方面，是融合多種現(xiàn)代化技術(shù)而得到的產(chǎn)物，如信息技術(shù)、通信技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等，通過打造電力物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電力各環(huán)節(jié)中的萬物互聯(lián)，還能夠在先進(jìn)技術(shù)的支撐下，構(gòu)建出人機(jī)交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人與設(shè)備的有效“溝通”，具備全面狀態(tài)感知功能，還可對(duì)各類電力信息進(jìn)行處理。電力物聯(lián)網(wǎng)中擁有極具靈活性的智能服務(wù)系統(tǒng)，由應(yīng)用層、平臺(tái)層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層組成。作為實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)互聯(lián)、人機(jī)交互及綜合狀態(tài)感知的智能服務(wù)系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)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(gè)級(jí)別的終端，分別為通信網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算、人工智能、云平臺(tái)及信息收集器，加大電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)力度，能夠?yàn)榕潆娤到y(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行提供保障，還可提高系統(tǒng)運(yùn)行效益?，F(xiàn)如今，“三型兩網(wǎng)”持續(xù)推進(jìn)，作為其重要組成部分，將電力物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用到配電系統(tǒng)中，可構(gòu)建出靈活性的電網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化服務(wù)與生活的全面融合，促進(jìn)配電系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)工作的智能化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)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(yùn)行

2.1 配電系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)

在信息技術(shù)未得到發(fā)展與大范圍推廣前，若配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備發(fā)生運(yùn)行故障，無法第一時(shí)間確定故障位置，只能利用人工排查的方式找到故障點(diǎn)，再根據(jù)故障類型進(jìn)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(fù)載，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)中的配電質(zhì)量與安全提出更為嚴(yán)苛的要求。標(biāo)準(zhǔn)電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)允許并網(wǎng)的配電系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看電氣設(shè)備功能狀態(tài)，同時(shí)也可對(duì)各類干擾配電系統(tǒng)運(yùn)行情況的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，并從根本上消除潛在的各類問題。

電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用優(yōu)化了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段，可實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)、全過程監(jiān)管。在此基礎(chǔ)上，搭配通信系統(tǒng)，管理人員能夠快速判斷出各類運(yùn)行錯(cuò)誤，并利用物聯(lián)網(wǎng)在線排查，確保配電系統(tǒng)運(yùn)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(píng)估各類安全風(fēng)險(xiǎn)。通過自動(dòng)收集、整理、分析配電系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的有效了解與把控，并準(zhǔn)確找出安全性較差的設(shè)備，利用人工智能技術(shù)，完善、優(yōu)化該設(shè)備性能，增強(qiáng)電力供應(yīng)連續(xù)性、穩(wěn)定性。

2.2 綜合能源協(xié)調(diào)運(yùn)行

依托于傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)電壓、頻率波動(dòng)的分布、揮發(fā)性能量均表現(xiàn)出不確定性，嚴(yán)重影響配電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，而這一問題是配電系統(tǒng)優(yōu)化與升級(jí)時(shí)需著重關(guān)注與解決的。

現(xiàn)階段，與國民生活有關(guān)的各類系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)均表現(xiàn)出獨(dú)立性的特點(diǎn)，如運(yùn)輸系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(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(diào)整為同時(shí)擁有水、電力、天然氣等設(shè)施的當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)主要樞紐，實(shí)現(xiàn)各類能源的綜合協(xié)調(diào)運(yùn)行［1］。要想達(dá)到這一目標(biāo)，就需調(diào)整、集成配電系統(tǒng)與其他系統(tǒng)，以此滿足整個(gè)能源系統(tǒng)的運(yùn)行需求。注重電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，并做好各分銷網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與運(yùn)營(yíng)，賦予其更高靈活性與自主權(quán)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，打造能源操作系統(tǒng)。采集、整理各耗能電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，將此作為依據(jù)，為粒子充電與傳輸構(gòu)建平滑的模型空間。與此同時(shí)，還應(yīng)借助能夠識(shí)別的電力物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算技術(shù)、分布式資源引爆變壓器與能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，可起到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)用戶負(fù)載的作用。并且需科學(xué)、合理更改分配拓?fù)渑c帶寬分配，可實(shí)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(tái)，依據(jù)組合式、大型分散式供電系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并整合用戶能耗及數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行信息，借助云計(jì)算技術(shù)，以此了解空間、時(shí)間分配的不同特征，為集成傳輸再生、集成電氣系統(tǒng)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)與多種能源最佳消耗量設(shè)計(jì)相應(yīng)的協(xié)調(diào)方案。

2.3 用戶個(gè)性化功能服務(wù)

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

第一，在先進(jìn)配電系統(tǒng)的支撐下，打造小型且可移動(dòng)的“風(fēng)電場(chǎng)”，將其安裝于用戶住房頂端，配備小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)用戶身份的轉(zhuǎn)變，即從配電網(wǎng)絡(luò)參與者變化為電力供應(yīng)商。若以廣義的角度進(jìn)行分析，配電網(wǎng)絡(luò)中的能量存儲(chǔ)設(shè)備也可以是建筑內(nèi)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(diào)等，同時(shí)，還可進(jìn)一步豐富用電信息，為不同區(qū)域供電。由此可見，應(yīng)重視起電力物聯(lián)網(wǎng)與配電系統(tǒng)個(gè)人電源服務(wù)的開發(fā)與應(yīng)用，有助于用戶整體體驗(yàn)感的增強(qiáng)，還可以保證能源消耗的合理性。在此基礎(chǔ)上，適當(dāng)擴(kuò)大用戶參與深度與范圍，利用集成創(chuàng)造技術(shù)，促使用戶生成主動(dòng)意識(shí)，自覺參與到分銷網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中。與此同時(shí)，應(yīng)注重人工智能技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)能源用戶能源消耗情況進(jìn)行分析，并針對(duì)不同用戶，制定相應(yīng)的能源消耗準(zhǔn)則，有助于個(gè)人能源消耗體驗(yàn)的增強(qiáng)。此外，還需基于運(yùn)行配電網(wǎng)技術(shù)的主動(dòng)優(yōu)化與成本激勵(lì)機(jī)制，將各類應(yīng)用程序與配電網(wǎng)相對(duì)應(yīng)，包括熱水器、空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)中的分布式設(shè)備等二次電源，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化、集成化管理。能源云作為一種用戶友好型設(shè)備，能夠準(zhǔn)確響應(yīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的操作模式與配置，促使協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)靈活性得以增強(qiáng)［2］。

3 電力物聯(lián)網(wǎng)下的配電系統(tǒng)維護(hù)

3.1 配電系統(tǒng)維護(hù)要求

配電系統(tǒng)應(yīng)具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的功能。配電網(wǎng)日常運(yùn)行中，需安排專業(yè)人員定期巡視與維護(hù)，作好運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄，匯總成運(yùn)行報(bào)表后移交給上級(jí)相關(guān)部門，防范運(yùn)行故障的發(fā)生，定期巡視與維護(hù)工作可細(xì)分為兩種類型。（1）周期性維護(hù)。是指在規(guī)定的時(shí)間執(zhí)行配電網(wǎng)維護(hù)工作，例如，每日安排人員進(jìn)行簡(jiǎn)單巡檢，每周執(zhí)行1次一般巡檢工作，每月則需進(jìn)行全方位、精細(xì)化巡護(hù)，但任何一種巡視、維護(hù)工作均需由2名以上的工作人員參與。（2）特殊性維護(hù)。是指在特殊時(shí)期下所開展的維護(hù)工作，如高溫時(shí)、暴風(fēng)雨后、重大節(jié)假日前等。打造配電系統(tǒng)時(shí)，融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以滿足配電網(wǎng)巡視、維護(hù)基本需求，同時(shí)，還需注重感知層技術(shù)運(yùn)用，科學(xué)連接起系統(tǒng)中各電氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全過程監(jiān)測(cè)，并自動(dòng)采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，若有隱藏運(yùn)行故障，可自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，達(dá)到故障集中處理的效果。依托于維護(hù)經(jīng)驗(yàn)及具體數(shù)據(jù)信息，探究設(shè)備運(yùn)行規(guī)律，以此消除各類運(yùn)行隱患。

此外，配電網(wǎng)智慧運(yùn)行與維護(hù)時(shí)，需始終遵循3項(xiàng)操作原則。第一，每周安排專業(yè)運(yùn)維人員深入性、全面性分析配電系統(tǒng)匯總的運(yùn)行數(shù)據(jù)，依托于分析結(jié)果，科學(xué)、適當(dāng)調(diào)整配電網(wǎng)巡檢、維護(hù)頻率。第二，開展特殊性維護(hù)工作時(shí)，應(yīng)實(shí)時(shí)、全過程監(jiān)管配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)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(yīng)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，確保后期配電網(wǎng)運(yùn)維、檢修工作有序進(jìn)行。第三，巡視維護(hù)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(shè)備歸入到精細(xì)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(duì)性地制定處理措施，直至隱患消除。另外，還需運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)整體運(yùn)行情況進(jìn)行重新評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果重新智能化設(shè)定巡檢頻率［3］。

3.2 配電系統(tǒng)維護(hù)需求

首先，需針對(duì)配電系統(tǒng)中的各類電氣設(shè)備構(gòu)建智能化評(píng)估體系，利用電力物聯(lián)網(wǎng)感知層，智能、集中收集配電設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)，包括運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、電壓等級(jí)、負(fù)荷情況等，再借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)估處理，而各單位管轄范圍內(nèi)的配電設(shè)備則需單獨(dú)評(píng)估，并設(shè)定相對(duì)應(yīng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)整合各標(biāo)準(zhǔn)，做好分析與歸類工作，為配電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判定提供可靠、完整評(píng)估依據(jù)。此外，還需為不同設(shè)備設(shè)計(jì)不同的評(píng)估方式，區(qū)分新、老設(shè)備，增強(qiáng)設(shè)備管理工作合理性，還能實(shí)現(xiàn)各類管理資源的充分利用，確保選用的運(yùn)維方法有效。

其次，細(xì)分運(yùn)維方式。配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備設(shè)置較為分散，且構(gòu)造復(fù)雜，對(duì)此，應(yīng)針對(duì)不同設(shè)備的運(yùn)維方式進(jìn)行細(xì)分，主要有兩種，即精細(xì)運(yùn)維和一般運(yùn)維。其中，精細(xì)運(yùn)維通常針對(duì)特殊情況，需深入分析電氣設(shè)備，確保設(shè)備各類信息的完整獲取，將其同正常運(yùn)行狀態(tài)下的設(shè)備參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，以此找出隱藏的故障隱患，再統(tǒng)一管理與處理，確保設(shè)備良性運(yùn)作。

再次，優(yōu)化運(yùn)維內(nèi)容。由配電系統(tǒng)自動(dòng)分析與整理設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，全面優(yōu)化數(shù)據(jù)，精細(xì)化管理特殊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的定點(diǎn)、定時(shí)、定量管理。

最后，確保運(yùn)維工作高效執(zhí)行與完成。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，分析配電系統(tǒng)運(yùn)維結(jié)果，做好各項(xiàng)結(jié)果的分類、整理工作，將其作為后期配電系統(tǒng)運(yùn)維工作的開展依據(jù)，提高數(shù)據(jù)調(diào)用與運(yùn)維效率。同時(shí)，還需分級(jí)評(píng)估分析結(jié)果，打造相對(duì)應(yīng)的評(píng)估管理體系，增強(qiáng)運(yùn)維工作針對(duì)性。盡管智能化配電系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)操作，但仍需采取人工的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)，如檢查設(shè)備與配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并上報(bào)檢查結(jié)果。這一過程可借助移動(dòng)設(shè)備執(zhí)行，只需同配電系統(tǒng)相連接，便可實(shí)現(xiàn)瞬間上報(bào)，從而達(dá)到實(shí)時(shí)記錄、反饋配電現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況的目的，有助于系統(tǒng)維護(hù)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(shè)計(jì)

4.1 配電系統(tǒng)設(shè)備評(píng)估

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

（2）錄入評(píng)估要素。自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)是保障配電系統(tǒng)智能化運(yùn)作的關(guān)鍵，系統(tǒng)的運(yùn)行原理是利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)配電系統(tǒng)中各類電氣設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估數(shù)據(jù)篩選，而評(píng)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(píng)估結(jié)果。該環(huán)節(jié)是對(duì)前期錄入的評(píng)估要素進(jìn)行分析與整理，再依據(jù)配電網(wǎng)運(yùn)行、維護(hù)要求準(zhǔn)則，全面、細(xì)致地評(píng)估分析結(jié)果。另外，區(qū)別整理評(píng)估數(shù)值，并對(duì)其所屬范疇進(jìn)行劃分，主要有一般運(yùn)維范疇、精細(xì)運(yùn)維范疇。為保證評(píng)估結(jié)果完整性、分類準(zhǔn)確性，允許運(yùn)維人員手動(dòng)調(diào)整。完成此項(xiàng)工作后，將評(píng)估結(jié)果上傳于系統(tǒng)中，并以表格的形式加以呈現(xiàn)。

（4）調(diào)整評(píng)估體系。這一過程主要是運(yùn)用智能技術(shù)，全面調(diào)整、優(yōu)化評(píng)估體系，賦予評(píng)估體系增、刪、改、查等基本功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備評(píng)估要素的有效處理。此外，融合大數(shù)據(jù)技術(shù)的配電系統(tǒng)還具備自我評(píng)估功能，搭配人工線下錄入手段，為評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)、合理提供保障［5］。

4.2 配電系統(tǒng)運(yùn)維管理

在對(duì)配電系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)進(jìn)行管理時(shí)，需著手以下3項(xiàng)工作。

首先，作好工作記錄。配電系統(tǒng)每完成1 次運(yùn)維操作時(shí)，會(huì)自動(dòng)將運(yùn)維數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于搭建的數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)，還能智慧分類、保存運(yùn)維結(jié)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(duì)比系統(tǒng)新采集到的數(shù)據(jù)結(jié)果，并在系統(tǒng)中進(jìn)行匯總，幫助運(yùn)維人員了解系統(tǒng)運(yùn)維狀態(tài)。

其次，系統(tǒng)運(yùn)維管理。配電系統(tǒng)依托于電力物聯(lián)網(wǎng)智能化、自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)維數(shù)據(jù)的智能分析，還可依據(jù)運(yùn)維結(jié)果作出相應(yīng)的判斷，集合運(yùn)行整體狀態(tài)，找出隱藏的故障隱患，并針對(duì)性地制定可行且有效的處理措施。此外，能夠自動(dòng)執(zhí)行運(yùn)維記錄與結(jié)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(jié)果無法刪除與修改，配電系統(tǒng)會(huì)依據(jù)設(shè)備運(yùn)維時(shí)長(zhǎng)加以判斷。電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)與移動(dòng)端相互連通，實(shí)時(shí)同步移動(dòng)端所采集的數(shù)據(jù)信息，從而達(dá)到數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新與共享的目的。

最后，移動(dòng)設(shè)備記錄。移動(dòng)端通常由運(yùn)維人員操控，開展人工運(yùn)維工作時(shí)，將配電系統(tǒng)發(fā)出指令或反饋的結(jié)果作為依據(jù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)、實(shí)地維護(hù)，增強(qiáng)運(yùn)維工作時(shí)效性、準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，配電系統(tǒng)可全過程反饋由移動(dòng)端設(shè)備接收到的運(yùn)維結(jié)果，達(dá)到數(shù)據(jù)互通的效果［6］。

5 結(jié)語

配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過融合電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不僅可實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)作，還能夠?qū)崟r(shí)采集系統(tǒng)中各類電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，從而達(dá)到配電網(wǎng)運(yùn)維全過程監(jiān)管的目的，降低人力成本投入的同時(shí)，提高配電系統(tǒng)運(yùn)維效率，推動(dòng)配電系統(tǒng)運(yùn)維自動(dòng)化、智能化發(fā)展。