泛在电力物联网在智能配电系统的应用实践

马胜国，魏本海，刘国川，苏明杰，陈明明

(深圳市国电科技通信有限公司,广东深圳，518109)

0 引言

泛在电力物联网建设中，应该围绕电力系统合理应用人工智能、移动互联等技术，可以使网络中的所有电力系统相互连接，实现人机交互、万物互联，让互联网拥有灵活便捷、信息高效处理、全面感知设备状态的能力，形成智慧服务系统。使用物联网、云计算、大数据、区块链、人工智能等技术，为生产运行规划建设、综合业务发展提供可靠的数据。

1 泛在电力物联网特点

1.1 信息融合度高

为更好的掌握电力系统内部运行情况，可以及时获取电力系统运行数据，对传感器数据采集提出一定要求。传感器采集前端信息，按照一定标准对数据进行分类与融合的工作，由此可以消除冗余、无效的数据，还可以减轻管理人员在数据分析方面的压力。多级跳跃信息传输应用到泛在电力互联网中，在管理系统与控制中心之间设置众多通信链路。在多级跳跃方式下，可以使用最短的路径、最少的时间，传输前端信息参数。控制中心可以快速收集设备信息，并能保证收集的信息内容可靠、完整，便于管理人员把控网络设备运行情况，在此基础上进行全程动态管理。

1.2 组网迅速且灵活

在电力设备中安装微型传感器，利用无线传感技术获取设备运行阶段的参数，将接传输到控制中心，由此可以远程监测电力设备管理人员。当下应该按照规划方案，快速灵活的组网，由此可以使较复杂的电网结构高效运行，也为电网故障处理和检修工作提供便利条件。对于运行环境差、负荷高的电力系统，在电力系统监控方面使用传感器，可以快速传输各设备的状态参数。除此之外，通过传感器还可以强化对电力系统设备的监管力度，进行动态控制，可以提高电力设备运行的稳定性，降低设备故障概率，实现持续供电。

1.3 安全化、智能化

在社会高速发展的过程中，各界对电能均有较大的需求，且当下人们无论在生活还是工作均离不开电能，对此有较大的依赖性，保证电力系统可靠运行，已成为电力企业必须高度关注的内容。泛在电力物联网在电网运行安全控制方面，使用多种举措，由此消除电网在运行中存在的安全隐患，提高电网运行的稳定性、安全性。比如，在电网运行管理方面，使用专用网络，使其与公共通讯网络相互独立，彼此并不干扰，如此规避非法访问。在访问权限设置方面，国网公司或非国网公司人员内部等级不够，不能进行相关操作，也不能从中获取信息。在此环节会使用数字签名，身份验证等方式，在多种方式下形成多重安全保障机制，提高电网管理的稳定性与安全性。

设计泛在电力物联网组织架构时，需要关注组织架构设计要点，使其具备较高的可扩展性与兼容性，使泛在电力物联网可以兼容更多设备与技术。经过组织架构的调整，可以提高电力网络的智能程度，在提升网络安全性同时，还可以降低网络维护与管理人员的工作强度。

1.4 拓扑变化频繁

泛在电力物联网的拓扑结构具有变化频繁的特征，因此其部署的传感设备必须适应网络结构特征，且必须具备较强自愈能力，可以在这段时间内获得周围传感设备状态信息，结合数据调整自身信息感知范围，在此基础上建立新的通信链路。对于一些运行负荷大、电网结构复杂的情况，网络拓扑频繁的变化具备一定优势。比如，在网络中传感器发生故障，可以通过拓扑变化，使信息能正常传输，让备用传感器或附近传感器替代故障设备，提高设备状态信息传输的持续性、稳定性。在网络拓扑频繁变化时，可以降低传感设备在网络中消耗的能量。

2 智能配电系统中泛在电力物联网关键技术分析

2.1 海量数据处理技术

泛在电力物联网存在大量的电力设备，此类设备每天却会产生大量的状态参数，其中包含一些无意义的信息，也有有价值的参考数据。比如，类似历史记录、运行故障等内容。经过多方整理，发现无用数据占比较高，会占用大量的存储空间，还会对系统运行产生不良的效果，系统响应动作变慢，数据分析会花费大量时间。使用大数据进行数据筛选，可以按照已经给定的筛选标准删除冗余数据，从而可以削减信息传输承担的压力，还可以单独划分核心数据，进行数据整理、分析等工作，提高相应工作的便捷性。

2.2 网络安全技术

泛在电力互联网拥有很多设备，设备多样性与其结构复杂性，使其在每个时段均有大量的访问信息。在相关信息中还混杂一些恶意访问与非法访问，会对互联网安全形成不小的威胁。在安全防控方面，电力互联网选择组合式的安全技术并根据网络安全防护，需要建立系统、完整的安全防护体系。在隐私保护、数据传输等方面均有较大的作用，可以提高用户信息保障的安全性，还可以稳定传输大量数据。比如，在电力物联网安全防护方面，对互联网访问的信息会使用入侵检测技术进行危险识别，如果被查到危险信息可以访问该信息内容。如果确定为非法访问会使用威胁评估技术，确定风险等级，随后选择限制非法访问登录管理与加密认证等技术，保护物联网内部信息，防止出现信息被盗等情况。

2.3 异构网络平台无缝融合技术

异构网络于泛在电力物联网中是一种典型的网络结构，这与其使用的数据接入标准有关。由于采用不同数据接入标准，在信息交换时会出现壁垒，泛在电力互联网内部所用的无缝融合技术，从电网系统层面出发，建立内部可共用的网络连接标准，由此便可以为电力网络传输信息提供便利条件。在局域电网中的传感设备可以通过控制中心，明确数据标准，由此便于计算机识别数据、分析数据。按照计算机发出的调控指令，可以无差别的将信息传输到电网内任何一台电力设备中，由此使电网运行的协调性大幅上升。

3 泛在电力互联网在智能配电系统中的应用

3.1 提高电网运行的安全性

传统电网存在网络架构不合理、能源分配不均等问题，泛在电力物联网基于信息技术、物联网等技术，可以解决以往电网调节能力不足、能源分布不均的顽疾，促使电力系统在发电、变电等环节具备较高的安全性，可以稳定的传输电力。结合物联网技术进行控制，通过管理系统可以掌握能源在各时段的运行情况，建立以火电机组为底层支撑的调控系统，发挥互联网技术在电力调控方面的价值，可以借助设备状态、自动诊断技术，更好的控制电力传输工作。利用智能终端智能传感器，提高设备的感知能力，实现综合判断、数据传输与联合处理，提高电网可靠性与智能化水平。通过电力物联网技术进行全过程监管，在线上进行智能巡检、配网状态监测、优化运行控制结构等操作，对于不方便在线上开展的现场工作，也可以通过在线监督、电子身份认证等方式，科学配置人力资源，防止出现人员冗余等问题，提高电网在管理方面的有效性。

3.2 促进清洁能源消纳

我国电网中光伏、风电等清洁能源的比重较少，弃光、弃风等现象在三北地区较为严重。推动电力物联网建设，可以在一定程度上促进清洁能源消纳，结合物联网前期感知、能源存储与转化等工作，可以良性的开展工作。使用人工智能、大数据等技术，还可以短期预测发电，确定光伏风电短期内的发展情况。利用光伏分析等数据，引导用户参与清洁能源消纳活动。分布式新能源在泛在电力物联网建设中，也能得到良好的发展，可以形成虚拟电厂，在多能互补的方式下，提高能源应用水平，实现跨区域能源协调与控制，促使分布式新能源可以在省内进行交易。

3.3 建立智慧能源平台

智慧能源服务平台，为用户提供互动的平台，利用商业模式使用户积极参与电力活动。在国家激励政策的实施下，可以合理引导用户，推出电动汽车参与电网调峰调频等方式，补偿用户电价。当下将园区工业、传统能源企业、新型企业与智慧城市均纳入智慧能源服务平台的工作范围，通过终端边缘计算、光伏云网、电动汽车联网等技术，可以提供大数据运营、互联网金融、线上供应链金融等能源服务，打造具有多主体的能源生态系统。

3.4 强化电网资产管理能力

传统设备巡检依靠电子设备或工作人员，但是在我国电网建设范围逐渐扩大的今天，使巡检工作量大幅攀升，对人员巡检监督也提出不小的要求，设备管理、巡检、评估、分析等工作需要按照新的要求转变工作方式，以智能化管理模式高效的完成设备管理任务。泛在电力互联网通过实物ID数据，可以完成设备资产采购、规划、运行、建设等工作，使相应工作均能在线上进行。物资人员、营销员等活动主体，可以在工作中通过实物ID动态数据，快速更新数据信息，提高数据信息的及时性、准确性与完整性，便于对设备进行全过程控制。

在资产管理方面明确工作目标，建立以生命周期为主线的成本管理模式，由此可以集成资产价值流、信息流与资产物流，在此基础上进行集约化管理。在精益管理与资产管理中，应该根据配电设备数量，改变资产管理模式，在实物ID数据下，可以在线评估设备资产，还可以识别设备资产管理内容，获得信息传递与感知的功能。

4 泛在电力物联网建设发展方向

国家电网关于泛在电力互联网已经做出规划，在短时间内快速推进泛在电力物联网，初步实现物联统一管理，实现数据贯通与业务协同，使各级智慧能源综合服务平台均可以在技术保障下，具备丰富的功能，为新业务与电网业务发展提供支撑。国家电网当下密切关注泛在电力物联网建设工作，协调资源，推动泛在电力物联网建设，快速建成成熟的网络，实现数据贯通、业务协同、互联统一管理的目标，建立可以共治、共建、共享的能源互联网产业生态系统。泛在电力物联网在电力互联网发展期间，广受业界关注，在相应研究机构逐渐增多的过程中，对该项目建设工作有一定的助力，创造出更多新型技术，也凸显泛在电力互联网的功能表现。

泛在电力物联网所实现电能供应，在该基础功能上拥有感应能力，与其他网络相比成本更低，但网络效率更高。其使用大数据、云计算等技术，可以提高数据结果的可靠性、精准性。电力网的优势集中表现在应用范围上。与通信网相比，覆盖面更广，可以应用到偏远山区、村镇等处。在我国人工智能技术发展过程中，也出现了很多新型智能设备，随着泛在电网建设工作的开展，在其内安装智能感应器可以监测灾难并进行合理的控制。当下边缘计算、区块链、移动互联网、云计算、人工智能、大数据等技术应用到泛在电力互联网，由此可以为生产运行、规划建设、新模式发展、综合服务等活动提供数据。目前，应该进一步加强各类新兴技术在泛在电力互联网中的应用程度，还应该结合泛在电力物联网在使用方面的要求，优化网络结构，使其在应用中可以获得更佳的表现。

5 结语

推进能源互联网建设时，必须增加对泛在电力物联网建设工作的重视程度，其为能源互联网建设的基础，也是社会应用于电网发展的重要枢纽。应该从推动综合能源服务、保障电网安全运行、清洁能源消纳等方面思考，电力互联网建设需要通过大数据分析等工作，确保电网可以在应用中安全运行，优化综合能源服务模式，为我国能源互联网建设开辟新的道路。