低压物联感知精品台区建设方案研究

张随涵

摘要：低壓物联感知精品台区对比传统台区，投入智能融合终端、传感器与蓝牙微型断路器，新增负荷预测、故障定位、台区拓扑识别，安全监测等功能，实现电网低压台区数字化建设，解决传统台区在复杂环境情况下的应用问题。

关键词：低压物联感知;精品台区;建设

1、低压物联感知精品台区定义

低压物联感知精品台区是以HPLC采集设备和新一代能源路由器、能源控制器、随器计量家电等智慧计量物联设备应用为基础，运用高级量测、边缘计算和大数据融合分析等技术，提升低压电网和客户信息全息感知能力，实现电网与用户的友好交互，为客户提供“电器级”智慧用能增值服务。

2、低压物联感知精品台区功能

2.1低压电网状态全感知及深化应用

2.1.1.全量数据采集。实现台区HPLC采集设备覆盖率100%;台区各节点设备分钟级采集成功率100%;重要事件上报成功率100%。

2.1.2.台区时钟与档案智能同步。实现电能表与采集设备时钟同步及精准管理，时钟准确率100%;实现台区各节点关键设备档案信息、设备参数自上而下、自下而上的双向同步，准确率100%。

2.1.3.台区拓扑识别与校验。对低压台区拓扑中的户变关系、分支关系、分支层级关系、相位关系进行快速精准识别，并能将台区内的电表档案信息搜集整理，拓扑识别的准确率为100%，能够通过可视化的方式进行动态展现。对于拓扑出现变更情况时，实现实时自适应调整，有效降低运维人员的工作量，降低台区运维成本，能实现台区综合运维成本降低20%。

2.1.4.台区线损深度分析。在拓扑关系准确的基础上，实现分钟级的用电数据曲线监测，能够对各节点做用电数据统计、运算和分析，实现“变-分”、“分-箱”、“箱-户”等多级分段线损计算，分段线损可算率达到90%，发现线损异常、分析线损产生原因，发现违章用电、窃电等违规违法行为，高损原因定位准确率大于90%。

2.1.5.台区线路阻抗分析。建立台区低压线路三相不平衡计算模型，精确求解线路阻抗，实现阻抗计算精度达到80%。结合阻抗计算数据，实现线路老化等线路异常诊断，支持台区检修优化决策。

2.1.6.台区停电故障诊断与定位。结合台区所有感知终端的停、复电事件主动上报能力，实现停电原因诊断和故障精准定位，台区停电位置定位准确率大于95%，有效缩短故障抢修时间。

2.2电网与用户友好互动

2.2.1.家庭用电智能化。安装随器计量家电、智能插座等网荷互动设备，在负荷高峰期间通过HPLC通道精准调节家庭“电器级”负荷，实现家电与电网互动和智能控制。

2.2.2.多种能源有序管理。台区实现分布式能源、充电桩灵活接入和有序管理，多种能源采集成功率100%，水气热“多表合一”采集成功率100%，多种能源可有序参与电网需求响应，提高清洁能源消纳能力。

2.2.3.低压源网荷储协同互动。有效整合台区下居民家用电器、充电桩等可调负荷资源，依托台区能源控制器边缘计算功能，基于台区负荷运行监测和预测情况，实时响应调度各类负荷调控需求，有序执行负荷调控命令，消减峰谷差，提升台区配变设备利用率，有效缓解配网投资压力。

2.3“电器级”智慧用能增值服务

2.3.1.家庭节能诊断服务。分析用户家庭用电情况，智能识别用户用电规律、能耗重点，提供家电待机功耗、热水器、空调等重点电器能耗分析功能，基于能耗分析结果，对客户进行节能潜力评估，同步提供诊断报告，有效引导用能方式改善。

2.3.2.用电安全隐患辨识服务。开展居民家用电器耗电量长期跟踪，建立用户电器安全诊断分析模型，当电流、功率等超过预警阈值时，第一时间辨别电器用电异常、老化、短路等故障隐患，推送预警消息，避免事故发生。

2.3.3.电器性能评价服务。实现用户家庭全时段细颗粒度用电数据分析，精确识别家庭内各类电器的启停时长、耗电量等详细用电信息，支持客户通过手机客户端APP或微信公众号等线上形式，推送个性化的家庭电器分时用电详单。

2.3.4. 重大社会事件下的居民居家或移动轨迹分析服务。基于居民客户细粒度用电数据分析，构建用户居家及外出行为分析模型，分析人员流动情况，有效支撑疫情等重大社会事件下政府决策，辅助政府、社区、疾控中心、小区物业等部门实施监管。

3、存在的问题

3.1现有低压配电网台区现场设备纷乱繁杂，造成难以管理

低压配电网台区广泛分布在城市、农村各处，点多面广;有杆上变、箱变、配电室等各种类型，现场安装环境复杂多样。低压配网里运行着配电箱、漏电保护器、断路器、电容补偿器、换相开关、分支开关等各样设备，数量多、类型广、缺乏统一标准的，比如断路器有智能型、非智能型，其通信协议有DL/T645的、有Modbus规约等等。低压配电台区中电网结构复杂、设备数量众多、分布式安装、缺乏统一通信标准，给配电网的智能运维管理带来极大困难。

3.2现有低压配电网感知技术方案繁多，缺乏统一标准

现有运检、营销专业都开展低压配电网智能感知试点，其中包括跌落式熔断器位置、变压器油温感知、桩头温度感知、配电箱温湿度采集、分支开关状态、分支线路电气量采集等业务开展，安装了各类型的跌落式熔断器监测装置、变压器状态监测装置、环境变量监测装置、分支开关及线路监测等各类型设备，这些业务的开展和设备的选型，缺乏统一的技术标准，造成投资的浪费、应用的不便、运维的困难。

4、低压物联感知台区建设方案建议

4.1加快低压配网物联台区标准化设计出台

一是加快低压配电网物联感知台区标准典型设计的出台。根据现有配电、营销的业务需求，依据现有国标、企标技术文件，联合设备部共同研究在380V低压配网建设、运维、管理等新问题，出台《国网公司380V低压配电网物联感知台区标准典型设计》，使低压配网新建、改造等工作，有文件可据、有规范可遵。对于已建设的低压配电网，梳理设备管理和数据采集现状，探究针对不同地区、不同设备类型的台区，出台《国网公司低压配电网物联感知建设方案的指导意见》，指导省网公司根据城网与农网台区、智能断路器及非智能断路器、一级分支和多路分支等不同情况，因地制宜的制定低压台区物联感知建设方案。二是加快低压配网设备的标准技术协议的编制。建议组建技术标准编写工作组，加快台区配变箱、普通断路器、智能断路器、融合终端、智能物联感知器、末端监测终端（LTU）等系列设备在技术规范、功能规范、型式规范等技术标准、规范的编制，从标准上统一化管理，支撑客户侧设备统一物联感知建设。

4.2建议加快在新装、老旧集中器改造的台区推广能源控制器

一是早期集中器为1376.1、376.1协议，不能支撑现有采集任务的灵活变化、泛在电力物联网新增功能，部分集中器厂商已放弃湖南市场，无人运维，设备质量问题频发，给现场采集业务、运维业务带来极大困难。二是现有设备部正在推广“配变监测终端TTU”，取代集中器，势必对现有营销部的计量业务、采集业务、运维业务的冲击，营销专业须加快能源控制器的推广，形成营销专业主管低压配网、能源控制器支撑配电、营销业务的良好局面。

4.3建议在698协议集中器台区进行改造，实现物联感知

国网2016年推广698协议，至今已安装运行大量698协议集中器，设备硬件情况较新，厂家技术服务良好;698协议能灵活变化配置采集任务，支撑各类型新型任务的拓展和开发，为最大程度兼容现有营销设备资产，在698集中器台区，宜采取加装改造物联感知器的技术方案。

5、结束语

国网湖南电力将持续推进智慧物联体系建设工作，在输变电、配电台区、互联网大区等领域取得实用化效果，促进感知层资源和采集数据源端共享，支撑业务即时处理和区域能源自治。“以终端接入灵活、采集数据共享、专业应用方便、基层好用易用为目标，提升电网智能化水平，打造智慧能源基础设施，助力智慧城市建设。

参考文献：

[1]徐基前， 杨黄河， 程鑫. 基于泛在电力物联网的低压台区全息感知技术[J]. 物联网技术， 2020（7）：10-11.

[2]朱志峰， 朱书玲， 王东虎，等. 低压台区精益化管理方案设计[J]. 物联网技术， 2019， 009（011）：71-73.