廖焕汀
国网福建龙岩市永定区供电公司，福建 龙岩 364101
摘要：针对传统的电力系统继电保护信息应用效率低等问题，提出了基于泛在电力物联网技术的继电保护信息应用的设计思路。以现有的电力二次设备在线监视与分析系统为主体，充分利用物联网、大数据技术建立设备身份识别、状态感知、数据采集、实时传输、智能分析和移动发布的生成数据全链条自动化管理模式，从而构建可视化、主动化、移动化及智能化的继电保护在线管控体系。本文主要对电力物联网的配电系统智能运行与维护技术进行分析。
关键词：电力物联网；配电系统；智能运行；维护技术
中图分类号：TP393 文献标识码：A
引言
随着5G和能源互联网的发展以及电力物联网部署范围的增大，终端可信接入对电力系统整体安全性的影响越来越大。传统电力物联网接入安全主要依靠集中式的密钥管理机制，其缺点是认证效率低、易出现单点失效的风险[1]。
1、配电网运行状态在线监测与风险评估
在有关配电网络的决策过程的这一阶段，信息技术和技术支持尚未达标，因此，如果电气设备发生故障，则需要对其进行修理。但是，电力物联网的快速发展和大多数新型负载对配电网络中的配电安全和质量提出了很高的要求。标准电力物联网技术允许并网的配电系统实时查看电气设备的功能状态，评估干扰配电系统的风险，尤其是消除潜在的计时问题。(1)在线监测手段进一步丰富。根据稳定的通信系统，此类错误只能由管理人员确定，可以在网站上进行不同的检查。(2)安全风险评估。分析和提取配电网络运行的历史数据，实时分析现场风险，及时发现易受攻击的系统，并应用人工智能技术，提高电力供应的稳定性[2]。
2、电力物联网概念
泛在电力物联网是指采用“大云物移智”的现代先进通信和信息技术对电力能源中的人、机、物进行连接，对电力系统的生产运行、运行管理以及客户服务等进行相互渗透以及深度融合，从而能够全面感知电力系统状态、高效处理多源信息、便捷灵活应用多类型功能。我国电网公司对泛在电力物联网的定义是：将发电公司及其设备、输电系统及其设备、电力用户及其设备以及人、物进行连接，形成以电网为枢纽的数据共享体系，为发电、输电、配电、用户以及政府社会提供服务。
为展示区块链、物联网技术在电力行业中的研究进展，促进行业技术交流与发展，《电力工程技术》编辑部开设了“电力数字新基建中区块链及物联网技术的应用”专题，本人有幸受邀担任专题主编。专题收到大量具备理论创新与工程指导性的优质稿件，经同行评议、专家评定，最终选出5篇论文组成专题。在区块链技术方面，东南大学陈妍希等针对规模化电动汽车在充电交易时安全性低、自主性差的问题，提出了基于区块链技术的电动汽车充电交易模型，在“多卖方-多买方”的电力市场竞争机制下，利用区块链技术去中心化、安全性高等特点还原电力商品属性，开放用户协商定价的权利。
3、基于电力物联网的配电系统智能运行与维护
3.1、跨域认证方案
电力物联网环境具有一定复杂性，大范围的组网和海量并发接入方式带来了接入鉴权、隐私保护、传感节点认证等方面的安全风险。随着能源互联网的发展，电力物联网承载的电力生产自动化、输电线路检测、变电配电调度自动化、电力负荷控制、电力市场交易、电力用户信息管理、分布式绿色能源等业务都有跨域认证需求。电力物联网跨域认证中，认证信息保存在各自域的侧链中，认证信息包括系终端标识、公钥证书、时间戳、权限标识等。
3.2、配电物联网
配电物联网是以电网运行状态感知、设备健康状态感知和环境条件变化感知为基础，通过配电网自动化、信息化、互动化的高度集成，实现配电网的全面感知、数据融合和智能应用，满足配电网精益化管理需求，支撑能源互联网快速发展，是新一代电力系统中的配电网[3]。
3.3、电力线载波通信技术
电力线载波通信技术在用户接入Internet网、家庭局域网、远程抄表系统、智能家居等多方面得到了广泛应用。而中压配电网的网络结构特点为“环网设计，开环运行”，其载波信道特性与实际电网的拓扑结构、线路特性、负载情况等因素息息相关。受多种不可控因素影响，致使载波信道特性复杂多变，难以预估，信号在传输过程中衰减严重，且呈现显著频率选择性。使得中压配电物联网载波通信技术在“一主多从”的网络传输模式下，各通信节点收到的信号质量参差不齐，需要考虑整个网络中各通信节点间的功率协调优化分配，避免出现“一个接收功率裕度很大，另一个识别不到”的功率失衡问题。
3.4、监测平台架构设计
监测平台主要包括配置管理、监测平台两个部分内容。配置管理主要提供规约参数配置、采集策略配置、设备档案配置、业务规则配置等核心功能支撑采集平台正常运行;监测平台主要提供可视化功能直接面向用户，具体包括监测总览、实时监测数据、异常数据、统计分析等功能。各模块之间采用低耦合高内聚，每个模块分工明确，提高系统的稳定性。
3.5、“一遥”物联网通信二遥”
4G通信故障定位兼容验证通过软件模拟10kV馈线115梨花线路2#故障指示器和5#故障指示器短路信号动作，信号分别被传递至2#故障指示器转发器和5#故障指示器转发器。5#转发器通过4G网络直接将故障信息传送至故障定位系统；2#转发器将信号转发至物联网通信云平台，云平台将信息解码为统一格式后，转发至故障定位系统后台。5#故障指示器和2#故障指示器显示的故障报文，115梨花线路故障定位信息，进一步验证了本文所提方案在故障定位应用中的有效性。
3.6、配电系统运行维护时的技术要求
配电系统要求对网络进行实时监控，以减少发生故障的风险，工作人员定期执行一系列检查和维护任务。通常，它分为两类：周期性维护和特殊性服务。第一，周期性维护：每日手动检查和维护，每周手动检查和维护，每月定期检查和维护。此外，任何维护都最少需要2人。第二，特殊性维护：高温期检查和维护，这是针对特殊事件的检查和维护，例如暴风雨后的检查和维护等[4]。
3.7、配电系统运行维护的需求分析
建立智能配电系统的设备评估体系：配电网的所有类型的信息数据（例如电压水平、临界负载水平、其他状况等），都通过对大型数据的综合分析和处理以及对互联网设备感知和分布水平的独立分析来收集。监理自己的分析和收集标准、分类的分析和评估标准，保证长期实现可靠、可接受和有效的端点。同时，有必要为不同的仪器创建各种分析方法，将新旧仪器分开，简化管理，充分利用资源，以实现针对每种目的的有效操作和维护方法。
结束语
综上所述，在当前的电力工业时代，社会经济、科学技术的发展在促进所有环境的发展和工业的发展中起着重要的作用，对电力产生了很大的影响。本文给出了基于物联网卡通信的解决方案，分析了升级改造的思路。但是，在当今的电气行业中使用基于电力物联网配电系统在自动化和通信方面仍存在缺点，而标准智能配电系统的引入有效消除了弊端，利用先进技术推动了智能配电系统的发展，进一步促进了中国能源行业的发展。
参考文献：
[1]邱雪松.电力数字新基建中区块链及物联网技术的应用[J].电力工程技术,2020,39(06):1.
[2]陈继兴,赵普,袁磊,张勇,张希府.物联网和大数据技术在电力安全管控中的应用[J].科技创新与应用,2020(35):171-172.
[3]陈皓勇,李志豪,陈锦彬,蔡伟钧,段声志.电力物联网：数据科学视角及商业模式[J].电力系统保护与控制,2020,48(22):33-40.
[4]张尚峰.基于物联网和云计算技术的电力工程智慧安全工地研究[J].智能城市,2020,6(21):110-111.