摘要：我国经济在建设的过程中，电力企业得到较快发展，然而随着人们生活质量的提高，电能需要量也在不断增加，对电网系统运行需求以多元化方式为主，为此应实现任何时间与地点，物件之间的信息交互，确保数据传输的时效性，做到有效实时性分析。但是，我国较多地区配电网依然采用传统网络系统，在运行期间存在一些问题，这就需要在物联网、大数据以及人工智能等技术的基础上全面完善传统配电网优化建设方案，这对配电网实施优化具有较大的促进作用。
关键词：传统配电网；优化方案；电力企业
前言
我国经济体制改革以来，对电能需求量比较大，电力企业也需要将传统电网与新技术进行有效的结合，以此构建智能电网。目前社会经济发展主要依靠电能，并且科学技术的发展、设备类型越来越复杂，对供电可靠性与安全性要求逐渐提升，同时受电价与电量的影响，电网业务竞争较为激烈，需要融合数据进行数据化业务的发展。但是，目前我国较多配电网相对传统，需要电力企业改变战略目标，构建电力物联网，将用户、设备以及企业等进行有效连接，产生共享数据，提高用户与企业服务质量，这对配电网的优化具有较大促进作用。
1.传统配电网结构与特点
配电网主要使用开环运行、闭环设计，结构为辐射状。其中，闭环结构能够提升系统运行的可靠性与灵活性；开环运行不但能够对故障电流进行有效限制，避免断路器超过遮断容量而引发爆炸，而且能够对故障范围与故障实施有效控制，以此避免故障停电范围扩大。
配电网具有电压等级多（如图1所示）、类型多样以及结构复杂等特点，所以安全风险因素较多。此外，因配电网功能是为用户提供电能，这就提高了系统运行的安全性需求。配电线路导线与书输电线路相比较小并且型号具有一定差异性，致使配电线线路短路阻抗角较小，同时也会因短路阻抗角不一致，对保护动作灵敏度与可靠性产生不同程度的影响。
表1 我国配网电压等级
2.传统配电网存在的问题
我国传统配电网存在的问题主要表现在以下几个方面：（1）智能化程度低。电力企业一些环节智能化程度相对较低，比如故障定位、线路巡查以及配电运行状态等，很少采用智能化技术，主要是通过人工完成，很难提高配电网运行效率；（2）标准化化程度较低。我国传统配电网在运行的过程中，没有对配电终端软件与硬件实施规划，并且也缺乏必要的设计，导致管理期间资金投入增加；（3）无法实现数据共享。数据处理与获取能力相对缺乏，并且不同地区之间的业务很难进行数据共享，这在较大程度上无法促进数据化业务的较好发展；（4）无法提升数据安全性。在对传统配电网运行的过程中，会遇到数据传输安全问题；（5）市场机制较弱。电力企业在优化配电网系统的过程中，缺乏互联网思维与市场化管理模式，并且在此基础上共享不充分，对客户感知力不足，很难全面满足社会需求[1]。
3.配电物联网
3.1 建设目标
3.1.1 全面感知
根据传感技术有效感知配电网运行数据，同时在通信技术的基础上，把一些设备进行链接，这在较大程度上能够实现任何时间与地点进行任何物之间的信息连接。
3.1.2 数据共享
将不同业务中的数据实施融合，这对构建数据共享平台具有较大的促进作用，并在此基础上还应通过该平台将相关信息开放，从而使配电网数据信息实现有效共享，能够对数据共享问题进行全面解决，以此使数据化业务发展质量得到全面提升。此外，还需要采取有效措施规范化配电网设备规格，这就需通过配电网数据模型来完成，加快业务上线，以此满足市场需求。
3.1.3 安全稳定运行，降低运行风险
首先，配电网在运行的过程中，制定数据安全传输与存储方案，以此避免非法与恶意行为，增加配电网运行期间安全隐患，从而提高其安全防护能力。此外，全面考虑各种因素对网络带来的影响，并在此基础上对配电网系统实施合理规划，以此强化其防护能力。
3.2 建设方案
3.2.1 端
“端”侧在运行的过程中，感知终端与海量传感器构可有效采集配电网运行状态数据。由于通信解接口与硬件规格标准不一致，导致无法使传统配电网设备信息化程度得到有效提高，致使数据之间处于独立状态，很难达到全息感知配电物联网目标，为此应当采取有效措施提升端侧运行质量。此外，硬件标准规格对配电网正常运行尤为重要，为此应确保硬件规格的标准化，并且对通信协议与通信接口实施有效统一，以此使产品在运行阶段无需进行调试。除此之外，还应对国密安全加密芯片进行统一配置，采用对称算法进行数据加密，同时采用摘要算法与非对称算法有效验证数据完整性，以此确保传输与存储的安全性，若出现更高等级安全要求，需要采用区块链技术，并使不同安全技术组合全面提升防护能力。
3.2.2 边缘计算
边缘计算边缘计算，实质上具有高效的数据分析能力，能够对制定区域内感知终端中的数据实施具体分析，可有效对传统电网智能化水平较低情况进行全面解决。此外，边缘计算主要是把云平台计算能力向数据源头终端转移，并在此基础上对数据进行高效处理，这在较大程度上能够有效避免因网络宽带问题对业务服务效率与质量产生不同程度的影响，这对云计算模式的应用有较好的补充说明。从技术角度分析，边缘计算能过降低带宽占用率，提升运行安全性，具有较好的应用优势[2]。云平台在运行期间可使应用逐步边缘移动，并且该计算模式能够独立部署应用，从而实现应用运行过程中的独立性，确保不同应用之间功能独立发挥。如图1所示。
图1 边侧示意图
3.2.3 数据通信方法
配电网系统正常运行需要使用有效的通信方法，一般情况下需从以下两个方面入手：（1）远程通信。远程通信是边缘终端与云主站良好通信的载体，包含工业以太网、电力无线专网以及无线公网等，其中在选择不同通信方式期间，需要通过当地条件来完成；（2）本地通信。本地通信能够满足不同终端的通信要求，主要以边缘计算终端与感知终端为主，这就需要使用到通信组网方法，一般情况下采用双模方法。远距离无线组网需要采用NB-IOT或者LoRa，分析物联计入IP化需求，推荐使用NB-IOT通信方法。
3.2.4 云化主站
云化主站系统向平台的迁移，其中云平台可通过自身计算功能，可提高配电网提供数据处理能力，同时在云端运行的基础上进行数据平台，这在较大程度上能够避免信息单一性，使配电网系统具备共享功能。此外，云化主站主要有微服务与物联网平台，其中物联网平台主要是进行设备管理、设备连接以及数据管理等相关服务，同时鼓励企业与电力企业进行全面融合，为新型业务的有效探索奠定良好的基础。通过微服务对一些业务应用实施负责，将不同应用业务进行独立封装，在此过程中具有各自独立的应用环境；通过微服务能够把边缘侧应用信息实施有效的可视化展示。
4.建设路线
通过建设方案将配电网系统结构实施有效划分，并在此基础上制定有效的改造方案，在此之前应对相关步骤进行规划，以此完成不同的建设方案，目前建设路线主要是分为三个部分，运营数字化、主站物联网化以及边缘智能化等，具体数据间图1[3]。
4.1 边缘智能化建设
4.1.1 配电设备标准化改造
在建设方案中，对“端”层建设要求较高，对配电设备种类进行统计，并在此基础上制定相应产品规范，再据采取有效方法革新配电设备。此外，还应在标准化的基础上革新硬件平台，为设备间有效互联奠定良好的基础。
4.1.2 通信网络建设
在对传统配电网运行方案进行建设的过程中，根据数据通信方法建设需求，对远程通信中的基础设施进行全面完善，比如工业以太网、电力无线专网以及EPON等，这在较大程度上能够使本地通信网络NBIOT、宽带载波组网得到全面建设，以此能够使配电物联网数据传输效果得到较好提高，同时还能够提高对网内数据分析的高效性。
4.1.3 边缘计算应用
在对配电网建设的过程中，根据边缘计算需求，对配电变压器终端硬件平台需求进行全面改造，比如DTU、TTU以及FTU等，并且在此基础上引入边缘计算技术，以此使不同业务独立成不同APP部署，不同应用APP对接“端”侧数据进行实时分析与处理，这对配电物联网技术的构建具有较大的促进作用[4]。
图1 建设路线示意图
4.2 数字化运营
传统配电网在运行的过程中，因一些因素的影响，需要对电网系统实施优化建设，其中主站物联网与边缘智能化建设在其中尤为重要，配电物联网基础框架已初步构建完成，在此过程中相关数据是配电网运营的基础，同时对电网系统检修与创新需要建立在对数据全全面分析的基础上之上，并且在此基础上精细化管理也需要对一些重要数据信息进行智能分析，在此过程中需要根据大数据分析与AI技术对数据分析结果的精准性进行有效提升，这在较大程度上能够实现数字化运营。
5.结语
综上所述，电力企业在发展的过程中，需要对传统配电网进行全面建设，在此基础上与各种先进技术进行有效的结合，能够有效对传统配电网运行期间产生的问题实施有效解决，以此实现物联网提出的全息感知、开发共享以及融合创新等要求，为建设新型配电网奠定良好的基础，使配电网在运行过程中具有较高的可靠性与安全性，为电力企业配电网未来发展奠定良好的基础。
参考文献：
[1]张晓雪，牛焕娜，赵静翔，等.含微电网的配电网优化调度[J].电工技术学报，2017（7）：165-173.
[2]黄建梅.智能配电网优化调度设计及关键技术[J].农村电气化，2017（10）：40-41.
[3]鲁文，杜红卫，丁恰，等.智能配电网优化调度设计及关键技术[J].电力系统自动化，2017（3）：1-6.
[4]张雪松，周旋，李卓，等.面向能源互联网的未来配电网优化规划[J].电力建设，2017（2）：45-51.
论文作者:谢耀辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/25
标签：配电网论文; 数据论文; 过程中论文; 传统论文; 边缘论文; 终端论文; 通信论文; 《电力设备》2019年第15期论文;