淺析泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應用綜述及展望

1. 全面感知：通過廣泛部署的傳感器和智能終端，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)、設備狀態(tài)、環(huán)境信息等的實時感知。

2. 可靠傳輸：利用高速、穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡，確保感知數(shù)據(jù)的準確、及時傳輸。

3. 智能處理：運用大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術，對海量數(shù)據(jù)進行挖掘和分析，提取有價值的信息。

4. 開放共享：打破信息孤島，實現(xiàn)電力系統(tǒng)內(nèi)外部數(shù)據(jù)的共享與交互。

1. 實時監(jiān)測
   通過在配電設備上安裝傳感器，如電壓互感器、電流互感器、溫度傳感器等，實時采集設備的運行參數(shù)和狀態(tài)信息。這些數(shù)據(jù)上傳至云端平臺，經(jīng)過分析處理后，運維人員可以及時了解設備的運行狀況，提前發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患。
   例如，某地區(qū)的配電網(wǎng)通過安裝智能傳感器，對變壓器的油溫、油位、繞組溫度等參數(shù)進行實時監(jiān)測，成功提前預警了一起變壓器過熱故障，避免了大面積停電事故的發(fā)生。
2. 故障診斷
   基于采集到的設備運行數(shù)據(jù)，結(jié)合機器學習和專家系統(tǒng)等技術，實現(xiàn)對設備故障的快速診斷和定位。一旦發(fā)生故障，系統(tǒng)能夠迅速分析故障原因，為搶修人員提供準確的故障信息，縮短停電時間，提高供電可靠性。
   例如，某供電局利用基于深度學習的故障診斷模型，對開關柜的局部放電數(shù)據(jù)進行分析，準確診斷出了開關柜的絕緣故障，并及時進行了維修處理。

1. 負荷預測
   利用歷史負荷數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、用戶行為數(shù)據(jù)等，采用大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，實現(xiàn)對配電系統(tǒng)負荷的精準預測。準確的負荷預測有助于優(yōu)化電力調(diào)度，提高電力資源的利用效率。
   例如，某城市的供電公司通過建立基于長短期記憶網(wǎng)絡（LSTM）的負荷預測模型，提高了負荷預測的精度，有效降低了電網(wǎng)的運行成本。
2. 無功優(yōu)化
   通過實時監(jiān)測配電系統(tǒng)的無功功率分布，結(jié)合智能算法，實現(xiàn)無功補償設備的優(yōu)化配置和控制，提高電能質(zhì)量，降低線路損耗。
   比如，某工業(yè)園區(qū)的配電網(wǎng)通過安裝無功補償裝置，并采用智能優(yōu)化控制策略，使功率因數(shù)從 0.85 提高到 0.95，線路損耗降低了 10%。

1. 智能電表
   智能電表不僅能夠準確計量用戶的用電量，還可以實現(xiàn)雙向通信，將用戶的用電信息實時上傳至電力公司。電力公司可以根據(jù)用戶的用電習慣和需求，提供個性化的用電服務，引導用戶合理用電。
   例如，某居民小區(qū)安裝了智能電表后，電力公司通過分析用戶的用電數(shù)據(jù)，為用戶提供了節(jié)能建議，用戶的平均用電量下降了 10%。
2. 需求響應
   基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)電力公司與用戶之間的實時互動，引導用戶在用電高峰時段減少用電量，在低谷時段增加用電量，從而平衡電力供需，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。
   例如，在夏季用電高峰期間，某地區(qū)通過實施需求響應項目，鼓勵工業(yè)用戶調(diào)整生產(chǎn)計劃，避開高峰時段用電，有效緩解了電網(wǎng)的供電壓力。

1. 邊緣計算
   將計算能力下沉到配電終端設備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地處理和分析，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，提高系統(tǒng)的響應速度和可靠性。

2. 區(qū)塊鏈技術
   利用區(qū)塊鏈的去中心化、不可篡改等特性，保障電力交易的安全和公平，實現(xiàn)分布式能源的高效管理。

1. 綜合能源服務
   結(jié)合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)電、氣、熱等多種能源的協(xié)同優(yōu)化管理，為用戶提供一站式的綜合能源服務。

2. 智慧城市建設
   與智慧城市的其他基礎設施深度融合，如交通系統(tǒng)、智能建筑等，共同構(gòu)建高效、綠色、智能的城市生態(tài)。

1. 能源數(shù)據(jù)增值服務
   通過對電力數(shù)據(jù)的深度挖掘和分析，為政府、企業(yè)和用戶提供能源規(guī)劃、節(jié)能咨詢、電力市場分析等增值服務。

2. 電力市場交易
   借助泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)電力的自由交易和市場化配置，激發(fā)市場活力，促進能源的優(yōu)化利用。

五、安科瑞Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)平臺概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺，建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標準，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務的平臺。 用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務。

該平臺提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。

六、應用場所

本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統(tǒng)集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運維等領域。

七、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

八、平臺功能

8.1 可定制駕駛艙

8.2 電力集抄

電力集抄模塊可以實現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制，對系統(tǒng)進行綜合檢測和統(tǒng)一管理；在數(shù)據(jù)資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設 備運行（包括歷史和實時參數(shù)，并根據(jù)實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。

變壓器監(jiān)控

配電圖

8.3 能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術，實現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動 化、科學化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機結(jié)合起來，運用數(shù)據(jù)處理與分析技術，進行離線生產(chǎn)分析 與管理，實現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達到節(jié)能降耗和提 升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

8.4預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數(shù)進行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

5）售水管理：對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作；

6）報表中心：提供售電、售水財務報表、用能報表、報警報表等查詢，本系統(tǒng)所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出。

預付費看板

8.5 充電樁管理

通過物聯(lián)網(wǎng)技術，對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監(jiān)控、運營分析、基礎數(shù)據(jù)管理等功能。

充電樁看板

8.6 智能照明

智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進行不間斷地數(shù)據(jù)監(jiān)測，也可以實現(xiàn)定時開關策略配置及后臺遠程管理和移動管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節(jié)能減掛的效果。

照明實時監(jiān)控

8.7 安全用電

安全用電采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩余電流）進行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導企業(yè)實現(xiàn)快速時間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現(xiàn)“防患于未然”的目的。

8.8 智慧消防

通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學預警火災、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。實現(xiàn)智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”、用電管理“精細化”的實際需求。

智慧消防看板

九、系統(tǒng)硬件配置

結(jié)語

當前電力系統(tǒng)與其他能源系統(tǒng)的信息壁壘仍然存在，諸如綜合能源協(xié)同優(yōu)化、能源市場交易、車聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)尚處于理論論證階段。總之，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設需要社會各方的廣泛共同參與，協(xié)力開展技術攻關，以促進我國能源產(chǎn)業(yè)升級。

參考文獻：

[1] 彭小圣，鄧迪元，程時杰，等.面向智能電網(wǎng)應用的電力大數(shù)據(jù)關鍵技術[J].中國電機工程學報，201535(3);503-511。

[2] 張小平，李佳寧，付灝.全球能源互聯(lián)網(wǎng)對話工業(yè)4.0[J].電技術201640(6):1607-1611。

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版。