74
方案创新│2021·3│
近些年来，随着配电网规模的快速发展以及用户对于电网运行可靠性、电能质量要求的不断提高，长时间停电将会造成较大社会影响，无形中对供电公司提出了更高的要求。然而，目前陕西省内各地市供电公司配电网自动化程度低，配电网各类用户用电信息采集更是难以获取。供电公司对于配电网的实时状态信息无法全面掌握，运维人员无法做到快速发现故障、解决故障，此状态不利于配电 网的安全稳定运行。
电力物联网是基于感应通信技术、智能采集技术、移
动通信技术等新一代信息技术的高度集成的总和应用[1]。实现对关键设备运行状况的实时监控，使用户之间以及用户与电网之间能够进行网络互动和即时连接，对数据信息进行整合分析，实现数据的实时、高速、双向传输，有利于提 高整个电网的可靠性、可用性，使运行和管理达到最优化[2]。国家电网公司也将电力物联网作为重要的战略发展方向，其应用于配电网将是未来智能配电网的发展方向之一，对于全面掌握配电网运行信息、实现主要设备的状态检修有
着重要意义。
1.西安供电公司某分公司配电网运维现状
1.1 配电网运行状况
西安供电公司某分公司担负着23个乡镇供电服务任务，运行维护35kV 线路共计81.9km ，35kV 变电站共计5座，10kV 线路共计1371.14km ，0.4kV 线路共计2903.28km ，配电变压器
共计2351台。
近些年通过对电网建设的不断投入，已建成PMS 、
SG 186、用电信息采集系统等13套专业信息化系统，安全
运行多年，具备良好的数据基础。
1.2 配电网运行存在的问题
目前，配电网运行中存在感知基础薄弱的问题，
“站-线-变-箱-户”缺乏体系化感知及交互设备，不具备有效
全面监测手段，无法及时了解配网站所、线路等实时运行状态，尤其是用户侧信息无法获取，难以实现信息交互，配
基于电力物联网的智能配电网全面感知分析
■ 中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司 于博 张耀东 王钰 吴琼
网范围内缺乏有效通信手段，部分线路仍存在盲调问题。
同时，配电网故障定位等技术手段匮乏，缺乏抢修过
程跟踪、双向交互可视化等手段，无法合理调配有效资源，难以满足当前配电网大规模发展需求。
2.基于电力物联网的配电网建设架构
2.1 总体架构
目前，泛在电力物联网具有多种发展方向及建设方
摇摇变案，配电网全面感知是基于泛在电力物联网架构的重要功能体现，也是建设电力物联网的重要组成部分。
本文针对110kV 及以下配电网构建电力物联网架构，
因电力系统中主网及配电网在信息采集设备数量、类型、范围、适用环境等多方面有着巨大差异，为实现配电网的全面
首次公开发行股票并在创业板上市管理暂行办法感知，需配置大量且不同类型终端感知设备，海量数据需强
大边缘计算，以满足数据处理实时性、可靠性要求。因此，此架构具体实现方式需根据电网实际运行需求进行调整。基本架构由配电网管控平台、通信通道、边缘计算、终端设备4部分构成，以实现配电网信息采集、数据传输、数据处理、高级应用分析等功能。基于电力物联网的配电网山西卫视小郭跑腿
建设架构如图1所示。
2.2 配电网管控平台
运用云计算、大数据等技术，通过配电网数据采集及
融合现有多平台有效数据，实现配电网设备全面感知。同时，管控平台支持配电网统一模型管理、拓扑自识别、终端即插即用、高级应用管理等业务需求，满足电网运行人员
实际生产需要。
2.3 通信通道
因光纤较无线通信具有更高的安全性与稳定性，因
此重要节点应优先使用光纤网络。但因配电网实际环境复
杂，因此不具备光纤通信条件地区重要信息采用无线专网通信方式，非重要信息采用无线公网通信方式，以满足数
据传输可靠性及电网信息安全防护要求[3]。
2.4 边缘计算
作为配电网感知的核心，应充分考虑低压配网现状与
│2021·3│创新企业增刊
75
发展趋势，采用分布式边缘计算技术架构，满足配电网业务远期发展及安全生产的需要。
边缘计算智能终端实现对下数据采集及分析，对上与
管控平台实时交换关键运行数据。采用边缘计算的智能终
端，可实现设备运行状态在线监测、智能分析、决策控制等功能，同时支持与管控平台云端的计算共享与数据交互，
可提高业务处理实时性，减轻管控平台通讯和计算压力。矿石品位
2.5 终端设备
终端设备是实现全面感知的物理基础，通过采集配电
近浅海观测网网电气量、设备状态量、环境状态量等基础数据，执行决策命令或就地控制，同时具备通讯接入能力，向上级提供配
电网信息及其他相关信息。
配电网终端设备包括中低压开关、柱上开关、充电桩、
新能源发电设备等智能一次设备[4]，DTU 、FTU 、故障指示器、智能电表等二次设备，温湿度传感器、水浸传感器、烟
感传感器、微气象传感器等传感器设备。
终端设备是实现信息采集及与用户进行广泛互动的基
础。因此，需增加用户侧智能电表、配变监测计量终端、分布式新能源等信息采集设备，增加与用户进行多方式交互的
可能性。
3. 某分公司基于电力物联网的配电网建设方案
高平黑猪3.1 中压侧建设方案
在配电网高中压侧1座110kV 、1座35kV 变电站、2个
图1 基于电力物联网的配电网建设架构
10kV 开闭所及10kV 线路配置变压器、线路、负荷、故障传
感器等监测设备；在配电房、电缆沟道等外部环境配置温湿度传感器、烟感传感器等监测设备。
通过实时获取设备运行状况，提升中压配网运行监测
及调度能力，使配电网运行可观可控，解决部分站所盲调盲控问题。
与配电自动化相比，基于电力物联网的建设方案在配
置电气类监测装置外，增设环境类监测装置，提升配电网全面感知能力。
3.2 台区侧建设方案
在配电网低压侧，部署智能配变终端、智能开关等感
知设备；在用户侧，配置智能终端、智能电表等感知设备。通过采集配电变压器、低压居民用电的各种实时运行数据，实现台区电气监测、状态检测、电能质量治理、故障判断等功能。
与配电自动化相比，基于电力物联网的建设更注重与
用户的交互。通过在用户侧增加智能终端，实现台区侧配电网全面感知，打通了与用户交互的数据基础，有利于推
动与用户相关高级应用。
4. 基于电力物联网的配电网全面感知成效分析
某分公司通过建设基于电力物联网的示范工程，完成
供电所范围内2回10kV 线路、6个低压台区、180个表箱、
方案创新│2021·3│
870个表计的智能终端部署，智能终端覆盖率达90%、用电信息采集达95%、停电信息报送及时率达1
00%。
通过该范围内配电网的全面感知，有效监测设备运行状态，消除配电网盲调问题，现场故障停电先于用户感知，有效解决了现有配电网感知基础薄弱的问题。除此之外，还取得了如下成效。
（1）实现配电网数据一个源
实现配电网底层物理数据同源采集和设备管理，确保数据标准化、准确性、及时性、完整性，各业务所用数据一个源，依托营销、运检、调度各业务所需数据，开展营配调数据梳理，为各专业应用提供标准统一数据。
（2）完善配电网GIS平台功能
完善GIS平台功能，聚合配电网基础信息、运行信息以及客户信息，实现可视化管理电网资源，构建GIS统一入口，提升基层工作人员的效率。
（3）实现精益化抢修
基于电力物联网对于配电网设备全面感知特性，实现故障精准研判和精益抢修。故障发生前，通过对设备的状态监测判断设备运行情况；故障发生时，能够依据上报信息告知工作人员停电影响区域和故障精确信息。在提升电网安全运行水平的同时，提高了供电服务质量。
（4）挖掘数据潜在价值
通过对配电网运行状态的全面感知，获取大量电网侧及用户侧数据，深入挖掘分析各类电力能源数据，可更全面、更直观了解经济、产业、民生等社会各方面运行情况，为政府提供更加精准数据，提升社会治理准确性。
（5）其他成效
除了上述成效外，还取得了“提升电网用户服务质量”“拓展增值服务”“优化管理”等多项潜在成效。通过对数据的挖掘，在保障电网运行安全可靠基础上提升电网数据整合能力及应用价值，为电力物联网的建设奠定了可靠基础。
5.基于电力物联网的配电网方案与配电自动化方案对比
配电自动化及智能配电网在国网公司内已推行多年，取得了良好效果。基于电力物联网的配电网建设在获取电网侧数据的基础上融合了分布式电源、储能、电表等用户侧信息及配电房、电缆沟道等环境信息。基于电力物联网的配电网建设方案与配电自动化建设方案的对比如下：
一是目前配电自动化主要针对中压配电网的监控与故障处理，很少覆盖低压侧，几乎不涉及用户侧。而基于电力物联网的建设方案注重低压用户侧数据的采集，并且支持用户间、用户与电网间友好互动
的高级应用。
二是目前供电公司各部门运行多个数据系统，无法做到数据的融和及交互。基于电力物联网的建设可实现配电网数据的标准和统一，便于日后业务开展及数据挖掘。三是配电自动化架构为主从式集中系统，无法做到终端间的通信与信息交互，更无法应用边缘计算等技术，难以实现海量数据的处理。
四是基于电力物联网的配电网管控平台为新兴业务的发展提供了数据支撑及平台支撑，为国网公司建设平台型、枢纽型、共享型企业奠定了基础。
6.结论
通过建设电力物联网，可实现智能终端覆盖范围内电网信息的全面感知。本文通过国网西安供电公司某分公司建设的电力物联网示范工程对配电网全面感知进行分析，包括建设方案、成效分析。研究发现：通过建设配电网侧电力物联网，可实时掌握配电网及设备运行信息；在配电网中低压侧配置智能开关及传感器等一二次智能设备，实现了配电网数据的可靠获取，在提升电网安全运行的同时提高数据综合利用价值。
目前，全面感知的高级应用还有很多，如智能配电系统用户互动技术、计及随机性的电动汽车分区分布充电预测技术等[5]，此类高级应用都建立在拥有大量数据基础上，且需要用户侧的参与。未来，电
网将会是包括电能提供商、用户、供电公司共同参与的平台，因此通过电力物联网实现配电网的全面感知十分重要。
参考文献
[1] 闫博.物联网架构下的中国纺织工业智能化转型路径研究[J].纺织导报,2018(3):15-18，20.
[2] 陈树勇，宋书芳，李兰欣，等.智能电网技术综述[J].电网技术,2009, 33(8):1-7.
[3] 洪子宁，张源.地市级供电局配电网通信技术分析[J].科技视界, 2017,(30):97-98.
[4] 黎鹏，徐剑，王学仑.智能型配电自动化建设实施方案研究[C].京津冀晋蒙鲁电机工程（电力）学会第二十一届学术交流会论文集,2011:16-20. [5] 王守相，梁栋，葛磊蛟.智能配电网态势感知和态势利导关键技术[J].电力系统自动化,2016,40(12):2-8.
76
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议