(国网内蒙古东部电力有限公司新城区供电分公司 内蒙古通辽市 028000)
摘要：现如今，我国是科技快速发展的新时期，在配电自动化改造过程中，由于配电智能终端分布的点多面广，且所处的户外环境相对恶劣，对工作人员的日常巡视维护提出了巨大的挑战。利用物联网技术，工作人员可以携带移动信息汇集装置，在无线传感器网络覆盖的就地进行对配电智能终端的电气量与非电气量的数据采集，ＧＩＳ信息的读取与更新等；在电力现场作业监管方面也发挥重要作用：可以进行身份辨识、远程监控、电子标签与电子工作票等，实现确认对象状态，监控记录操作过程，降低误操作风险和安全隐患，实现调度控制中心与现场作业人员的实时互动。移动信息汇集装置的作用类似于变电站中的后台机。
关键词：物联网；泛在电力物联网；能源互联网；配电物联网；新能源
引言
物联网最早成为“传感网”是美国于1999年提出的。主要是指各种标的物通过互联网连接在一起，通过信息交换实现对标的物的监测、控制与管理。2009年，物联网在国内得到了充分关注，成为国家新兴战略性产业之一。配电自动化集计算机技术、数据传输、控制技术、现代化设备及管理应用于一体，其主要功能是提高供电可靠性，改善电能质量，降低网损。配电系统自动化受到了广泛的重视，20世纪50年代，日本、美国、法国等国家开始重视配电自动化，使其逐步得到了广泛应用；20世纪90年代，我国配电自动化开始起步，在经历了终端产品研制、试点项目应用与全面推广这三个阶段后，目前正处于实用化阶段。物联网技术框架是指通过传感器等技术手段采集、感知、识别和获取标的物自身属性及相关信息等，通过各种数据传输方式实现信息传输，再利用相关算法、工具来分析、挖掘数据应用，实现人对标的物的高度认知。配电自动化系统结构与物联网构架一样，分为信息采集、传输、处理及应用三个层次。采集数据包括模拟量值、开关量值等，传输的通信系统采用光纤通信、电力线载波、无线公网等。最终实现配电网各个环节的运行及设备状态参数的实时信息采集、监控和应用。因此，配电自动化系统是物联网技术在电力系统典型的行业应用。本文基于这一认知，阐述了物联网的构架体系及配电自动化系统组成，设计了区域配网配电自动化系统的方案。
1基于物联网的配电自动化应用主要特征
基于物联网的配电自动化应用必须满足智能电网坚强可靠、经济高效的总体要求下，实现电力流、信息流、业务流的高度一体化需求。基于物联网的配电自动化应用主要以下几个特征。首先，应用于配电自动化的物联网是专用网。基于物联网的配电自动化应用可用的基层网络可以有很多种。根据应用需要可以是电力行业通信专网，也可以是新建的专用于电力物联网的通信网，在应急情况下就可以部分采用公众通信网。原则上只有电力系统才能连进去，基于物联网的配电自动化应用的绝大多数信息流只能在电力系统内部流动。其次，应用于配电自动化的物联网是受限网络，同时具有严格的用户身份识别、验证、鉴权制度，不同用户享受不同等级的物联网服务。再次，应用于配电自动化的物联网具有高度的安全性和可靠性。由于电力物联网直接支撑电网业务，所以电力物联网很大程度上影响着电力系统的安全稳定运行。所以建设坚强智能电网必须要求应用于配电自动化的物联网具有极高的安全性和可靠性。最后，应用于配电自动化的物联网在终端层表现为万物互联的连接能力；应用于配电自动化的物联网在网络层表现为无处不在、无时不有的通信能力；应用于配电自动化的物联网在平台层表现为对配电网全景设备和数据的管控能力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2基于物联网的配电自动化应用关键技术
2.1配电自动化系统方案
配电自动化系统采用分布式网络体系结构，数据服务器、应用服务器及各类工作站等分布于网络中，支持和管理网络中各自独立的处理节点，使数据共享。自动化系统的结构采用三层体系结构，分别为数据库和分布式应用的支撑平台层、操作系统层和应用系统三层，各层还可根据具体功能再细分。其中支撑平台采用分布式结构并符合相关标准的开放式体系，以便广泛融合未来需求。纵向通过光纤、公网、载波等多种通信方式连接主站、子站、终端和故障指示器。该系统可实现配电网集调度、测量、控制和保护一体化及相应的高级应用功能。具体如下：（1）本网调度管理，组织执行上级调度机构发布的调度指令；（2）组织实施上级调度机构及上级有关部门制定的有关标准和规定；（3）按上级调度要求上报电网运行信息，按计划或合同调度管辖电网的安全、优质、经济运行；（4）制定本级配电网的运行方式，参与上级电网运行方式的分析计算；（5）制定、下达和调整本地区电网日供电调度计划，审批范围内的设备检修计划；（6）集中控制和操作管理所辖配电网；（7）指挥配电网的事故处理，协助分析事故原因，提出整改的安全措施；（8）开展本地区电网通信网络、继电保护和自动化系统的规划，提出相应的运维策略。现将该系统的高级应用功能分述如下：（1）网络建模。网络建模软件按照IEC61970/61968的标准进行网络建模，支持对于配网自动化系统所辖EMS系统的网络模型进行拼接，支持实时电网模型和未来电网模型的一体化维护以及在线EMS模型和离线BPA模型（或综合程序）整合等功能。要求整个系统使用同一电网模型，并有统一的管理与维护。网络建模用于建立和修改网络数据库，为其他应用定义电网的网络结构。系统应采用图库模一体化的建模方式，整个系统模型的创建和维护支持实时态、研究态、规划态以及测试态的应用需求；（2）网络拓扑分析。按照配电网拓扑结构和设备的运行状态进行动态分析，实现监测控制、防误操作闭锁、馈线自动化等应用功能；（3）负荷及电能质量监测。系统采用标准的通信协议，与智能计量系统共享智能电能表的电能量、实时量、告警记录等数据；（4）负荷转供。在电网故障或计划停电检修时，为尽量减小事故或检修的停电范围，实施有针对性的负荷转移，指定转供的电源、电网路径及转供容量范围的具体操作方案。
2.2基础应用支撑关键技术
基础应用支撑关键技术主要包含公共信息模型、信息安全防护、人工智能。公共信息模型参考IEC61968/61970、IEC61850标准，结合国内配电网特点，建立基于物联网的配电自动化应用的基本信息模型规范，为云、管、边、端各环节的信息交互和数据交换提供基础支撑。基于物联网的配电自动化应用具有节点数量大、设备部署分散、部署环境复杂等特点，需开展配电侧泛在电力物联网信息安全防护体系建设，实现基于可信计算的边、端设备信息安全防护，实现面向物联网轻量级通信的加密认证，实现基于统一密钥的分层分域身份认证、面向海量物联网节点的安全风险监测分析。人工智能与物联网在业务中融合应用已经成为物联网发展的必然趋势。人工智能算法可利用物联网获取到的海量数据进行智能分析，提供预测和判断，在配网运行故障分析、设备运维和管理、现场作业等方面有广泛应用前景。
结语
基于物联网的配电自动化应用是对配电网能源管理长远变革的基础，将深刻转变传统的配电网研究视角和应用格局，在当前“工业4.0”和“互联网+”的潮流推动下，基于物联网的配电自动化应用不仅在配电网领域实现技术突破，更将是形成以电网为核心的能源、工业互联互通体系的技术基础。
参考文献:
[1]王成山,李鹏,于浩.智能配电网的新形态及其灵活性特征分析与应用[J].电力系统自动化,2018,(10):13-21.
[2]邢颖，郎燕生，李强,等.多级智能电网调控系统集中运维模式的探讨[J].电力系统保护与控制,2018,(15):142-148.
论文作者:周琦
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
标签：电网论文; 网络论文; 应用于论文; 配电网论文; 自动化系统论文; 模型论文; 系统论文; 《电力设备》2019年第8期论文;