赵华
国网山西省电力公司晋城供电公司 山西省晋城市
摘要：泛在电力物联网的建设必将成为我国乃至全球电力发展的一个重要战略支撑，它将为构建清洁、智能、安全、高效的能源体系提供强大的动力。本文就泛在电力物联网的特征进行简单分析，并对智能配电系统中的泛在电力物联网应用进行分析，以期为其发展提供一个较为明确的指导方向。
关键词：泛在电力物联网；智能配电系统；应用
中图分类号：TP391.44文献标识码：A
引言
能源电力与先进信息技术深度融合，使电力走进了万物互联的数字时代。泛在电力物联网的建设实施，将实现电力状态全面感知、电力数据融合共享、业务应用灵活高效，促进以央企五大发电集团、两大电网公司为代表的综合能源集团的业务模式创新、运营水平提升、商业模式变革及价值创造升级。
1主要特征
1.1结构特征
泛在电力物联网围绕电力系统各环节，充分应用“大云物移智”等现代先进技术，实现电力系统的能源生产及消费等各环节人、机、物的互联及交互，推进电网所有环节和全电压等级的“能量信息-业务”一体化融合，提升系统的安全性和运行效率。感知层通过大量的感知终端采集各种有用数据，通过边缘计算筛选有效的数据进入网络层进行传输，以减少网络层数据处理的压力。网络层需依靠现代通信技术，如卫星通信、5G网络等新兴技术，并依据集成通信协议，充分调用网络资源，进行信息的进一步筛选和传递，使得感知层和平台层的通信高速、可靠。
1.2功能特征
（1）感知装置繁多，可利用数据庞大
泛在电力物联网中，终端部分感知装置繁多，在电力系统中电能的生产、传输、消耗等各环节均有分布，以保证各环节数据可实时掌握。所接入数据需通过对大数据分析处理，从大量的用户数据中提取综合信息，利用这些信息衍生出相关业务拓展，反过来提升泛在电力物联网的服务质量。
（2）平台开放、共享
泛在电力物联网本身就是一个开放的网络结构体系，万物互联的特质决定了其平台开放、共享的特性。业务和技术层面的高度开放性可有效打通各类业务的壁垒，使得多种业务数据实现实时的共享和融合。并且，在平台统一接入端口的情形下，各类分布式能源以及电动汽车、储能装置等都能在各自终端实现即插即用[1]。
２泛在电力物联网的体系架构
2.1感知层
对于泛在电力物联网来说，感知层承载着全面感知系统运行状态的“神经末梢”角色，换言之，感知层不仅能够实时就整个系统的运行风险进行评估，同时也能在系统突发故障时及时进行预警并加以防范。在此基础上，包括电压电流互感器、电能表在内的各种终端设备均可属于感知层，且借助感知层的风险评估数据，整体智能配电系统应对安全风险的容灾性也将大幅增强。
2.2网络层
网络层多用于保障泛在电力物联网中业务通信服务的整体质量，多分为内部专网和互联专网两种类型，且由于不同系统的通信距离和经济成本往往有所不同，因此其所适用的通信方式也会存在较大差异。例如，对于电力通信系统，其网络层以电力线载波和230ＭＨｚ无线通信最为常见，同时考虑到５Ｇ技术的飞速发展，以5G技术为核心的通信方式已经成为现阶段泛在电力物联网的主要发展趋势。
2.3平台层
泛在电力互联网的平台层最大的作用在于能够实现系统数据的交互融合，依托于大数据存储与分析技术，智能配电系统管理人员能够就传统能源生产模式下的信息存储碎片化问题进行有效解决，不仅可从根本上消除信息孤岛问题，同时也可借助在线信息平台和云数据中心的构建实现对电网运行数据的实时收集和整理，最终有助于保障电网发展决策的科学性和合理性，并能够在电力数据共享机制的帮助下促进配电系统数据处理模式的快速转型[2]。
2.4应用层
包括用户用能业务、电网运营业务及综合能源系统运营业务在内的多方面业务类型均属于应用层的涵盖内容，同时在应用层的主导下，用户能够实时与智能配电系统进行互动，并可根据自身需求获取较为全面的系统数据信息。
3智能配电系统中的泛在电力物联网应用
3.1变压器
采用安装高频局部放电、超声局部放电、红外测温、机械振动和套管压力等智能感知传感器，并利用现有的油色谱和铁芯接地电流在线监测装置，对变压器异常高频接地电流幅值、油色谱分析结果、红外测温数据、特高频或超声波局放幅值及相位等状态量进行多源数据融合计算分析。通过调用平台层的负荷、油温、带电检测、停电试验、不良工况等数据，与上述状态量计算分析结果进行纵向比较，进一步验证分析结果是否可靠合理。对设备缺陷严重程度和类型进行初步的智能诊断，从而实现对变压器主要缺陷的主动识别，对变压器套管、电缆接头等各类绝缘缺陷主动推送预警信息，每日生成分析报告推送至设备运行人员[3]。
3.2断路器设备
利用安装的特高频局放、超声波局放、ＳＦ６微水、机械特性等智能传感器。工作管理人员可以对实时采集数据进行阀值判断，并对断路器ＳＦ６Ｓ水含量、开关分合闸线圈电流幅值、超声波局放幅值及相位等状态量进行多源数据融合计算分析。通过调用平台存储的操作次数、带电检测、停电试验、不良工况等数据以及同型设备信息进行纵向比较分析，进一步验证分析结果是否可靠合理，从而实现对断路器内部支柱绝缘子、盆式绝缘子等部件的绝缘缺陷、开关机械缺陷等进行初步的智能诊断并主动推送预警信息至设备运行管理人员[4]。
3.3开关柜
安装触头温度、超声波局放、特高频局放、暂态地电压和ｓｆ６微水等智能监测传感器，实时采集数据进行阀值判断，对开关柜异常暂态地电压幅值、红外测温数据、特高频／超声波局放幅值及相位、高频接地电流幅值、ｓｆ６微水含量、开关分合闸线圈电流幅值等状态量进行多源数据融合计算分析，并通过调用平台层存储的带电检测、停电试验、不良工况以及同场同类型设备信息进行纵向比较，进一步验证分析结果是否可靠合理，从而实现对开关柜缺陷的主动识别，对穿墙套管、电缆出线接头等部件发热、各类绝缘缺陷、开关机械缺陷进行初步智能综合分析并主动推送预警信息至设备运行管理人员。
４泛在电力物联网的发展展望
首先，针对感知层，未来的感知层将拥有更高的覆盖广度和更加精细的监测范围，同时在设置传感器时的部署水平也将逐步增强；其次，针对网络层，多类型通信系统的互联互通将成为网络层的主要发展趋势，且信息安全交互安全问题将得到进一步解决；再次，针对平台层，不同系统数据的更新时间、数据类型、数据量均将妥善存储于安全的信息数据库之中，同时再加上完善数据管理机制的健全，将能够从根本上保障数据应用的合理性和安全性；最后，针对应用层，以大数据分析挖掘技术为核心的智能配电系统将逐渐构成，促使各种高级业务的有效施行[5]。
结束语
与传统电力网络调度不同，泛在电力物联网将电力资源调度扩展至整个电力网上下游，使得整个电力网络终端以及发电机构，经由信息技术处理有力地衔接起来，从而打造出万物互联的电力物联网的应用场景，通过电力网上下游的信息互联，实现信息化电力网资源的高效实时调度。
参考文献：
[1]国家电网有限公司．《泛在电力物联网白皮书2019》摘要[N]．国家电网报，2019-10-15(2).
[2]曾鸣，王雨晴，李明珠，等．泛在电力物联网体系构及实施方案初探[J]．智慧电力，2019，47(4)：1-7+58.
[3]瞿君．泛在电力物联网关键技术探讨[J]．科技创新与应用，2019(29)：157-158.
[4]李瑞国，陈英豪，司宇．泛在电力物联网关键技术讨论[J]．计算机产品与流通，2019(11)：71.
[5]杨怀琴．泛在电力物联网时代物联网技术在电力系统中的应用[J]．科技创新与应用，2019(29)：169-170.