基于物联网的配电自动化应用研究

束聪 郑潇

国网江苏省电力有限公司丹阳市供电分公司 江苏 镇江 212300

引言

物联网的使用在社会上引起了广泛关注，其能够有效应用于各行各业，尤其是信息行业、智能化行业等，促进企业加快生产效率，提升竞争力。对于电力企业而言，将物联网这一技术应用其中，能够有效促进电力生产效率，同时帮助电力企业实现配电自动化，且能够保证生产过程中的安全性。从这一角度进行思考，相关电力企业还需深入研究物联网配电自动化技术的使用，促进电力企业配电能力进一步提升。

1 物联网概述

物联网是互联网不断发展而来的全新技术，能够有效通过对定位、通信、计算等技术的应用，实现物与物之间的连接、人与物之间的连接以及物与人之间的连接。最终将整个系统通过数据来呈现，且物联网技术能够有效对数据进行分析处理，从而做出一系列操作。作为信息通信技术的典型代表，物联网在当下社会中得以快速发展。随着不同行业对物联网的应用，物联网发展效果显著，不仅扩大了适用范围，且推动了万物互联时代的发展。我国当下现有的智能设备，例如自动驾驶汽车、智能机器人等等通过物联网技术得以发展，促使着社会朝着智能化、信息化、数字化不断进步。另外较多企业将物联网应用其中，加快了物联网建设进程，进一步促进了通信技术与传统产业的融合发展。

物联网的体系架构一般有三个主要的层次，首先最下面是感知层，感知层主要对信息进行采集，其中传感器就属于这一层次中，这也是物联网中最基础的设施。中间层为传送层，一般被用作信息的传递与处理，传送层包括接入单元以及接入网络两个部分，该层次是基于互联网以及通信网两个基础共同建立起来的。第三层为应用层，应用层一般用于完成数据的处理，将数据与应用进行结合使用。基于物联网的三个层次，能够有效建立各项设备之间的链接，将其应用于配电自动化中，能够有效保证人们对电力的需求，同时促进资源合理利用，促进生态系统的可持续发展，另外对于电力企业的长久持续发展也有着较为深远的意义。

2 基于物联网配电自动化应用的主要特征

基于物联网的配电自动化，首先要满足其智能化，其次要保证整个配电网的可靠性、安全性，同时保证其经济效益。以此来充分保证电力系统的一体化发展。我国当下物联网配电自动化主要有以下几个特征。

首先物联网必须是专用网。在配电网应用的过程中，即使相关系统可以使用基层网络，但还是需要考虑到现场具体的情况来选择，一般可以采用通信专用网，或者也能够使用专门用于物联网的通信网，若是在操作过程中出现了失误或者是出现了突发情况，则可以适当采用应急公众通信网[1]。其次，因为配电自动化物联网使用过程中很容易受到网络影响，且在使用过程中有着较高的标准，同时有着严格的用户识别能力，所以在使用过程中需要针对不同用户，最终采取不同的服务措施。再者，将物联网应用于电力系统中，导致其电力物联网成为电网业务的关键所在，其相关稳定性与安全性直接影响着电力系统的运行情况，针对这一点，电力企业还需全面加强智能化电网建设，以此来进一步促进自动化的发展，保证配电自动化的可靠性。最后，在物联网配电自动化过程中，其有效实现了万物互联，终端之间都有着较强的连接能力，且能够有效作用于电力系统的方方面面，所以从这一角度来讲，配电自动化具有良好的通信能力。

3 电力物联网建设的重点

电力物联网需要在各个方面发挥其应有的作用，例如对内对外业务、数据共享、安全防护等等。传统的配电网并不能够有效满足现代电力发展需求，若要保证其发展，还需引进相关先进技术，以此提高电力发展水平。物联网之下的配电自动化能够有效将各个设备互相连接，且能够促进各设备之间的互通操作，最终可以保证配电网数据全面融合，智能应用，满足其管理要求。配电网可以说是电力物联网的主要应用场地，如今随着电力发展，其中涉及的各项系统规模不断增大，同时具有较高的复杂性，难以保证电力系统稳定安全发展。此外，可再生电源在发展过程中实现了大规模并网，这也为电力系统的使用带来了更多挑战。所以当下电网运行能力急需提升。

首先电力物联网建设重点之一是实现信息的高效快速采集，同时保证将相关用电设备与输变电相互连通，以此促进电力发展。另外还需保证在电力操作系统中能够及时发现相关问题，有效做到精准抢修、故障就地处理，且保证每个电力区域都能够有效监察。其次第二个重点是要不断加强相关工作人员的互联网思维，以此建立自动化系统，全面控制调动电力传送，保证整个电网的安全运行。再者建设重点还需放在“网上电网”的建设中，进一步促进线上作业的进行，减少空间时间的限制，实现电网数字化管理，以便促进配电自动化的合理规划建设，保证其安全稳定运行。

4 基于物联网的配电自动化应用关键技术

4.1 基础应用支撑关键技术

基础应用支撑关键技术主要包括三个内容，其一为公共信息模型，其二为信息安全防护，其三为人工智能。首先公共信息模型能够有效结合配电网特点，建立相关的基本信息模型规范，以此来为配电网中各个环节的数据应用提供较为坚实的支撑。一般来讲，物联网的配电自动化体系复杂多样，其中涉及的节点数量较多，且各个设备多是分散的，这就需要相应的安全防护系统的保护[2]。可以适当对端设备信息加以防护，同时要实现通信加密保护，用户使用过程中需要对相关信息加以验证，以便保证信息的准确性，防止信息泄露。此外还需在整个物联网配电自动化过程中对每个设备节点加以监测，以促进安全风险分析，保证系统安全性。

4.2 分层协调应用关键技术

配电自动化要求整个系统具有较高强度的灵敏度，能够及时感知到相关信息，且各个设备之间必须有良好的互联互通能力，以此才能够更有效地促进物联网配电自动化发挥其应有的作用，保证配电网能够合理应用。一般来讲配电网涉及的感知能力、数据融合能力以及智能应用可以划分为四个较为核心的层级，也就是云、管、边以及端。

整体来讲，云可以说是较为基础的应用层，这一层级主要针对配电网中的低压业务，促进该业务中的信息处理，并将相关信息反映在配电自动化平台之上。管这一层级主要是为数据传输提供相应的通道，以便提升其运行效率，保证其通信质量。边层级具有一定的存储管理能力，能够有效实现云平台到网络边缘节点的通信，较大程度上提高信息处理以及数据计算能力。端则是整个系统的终端单元，这一层级可以感知并控制相关信息与操作，同时能够有效辅助其他通信功能。

5 基于物联网的配电自动化应用

5.1 基于物联网的配电自动化应用解决方案

在实行物联网配电自动化的过程中，可以使用“云、管、边、端”一体化方案。首先可以建设“云”化主站，这一主站的建设能够有效感知到整个系统的管理状态，同时对于配电网运行具有较强的支撑能力，能够将数据信息与智能应用加以融合，促进配电自动化的进一步发展。另外利用相关的无线专网等可以有效促进远程通信，一定程度上节省了工作效率，同时促进了配电自动化的工作效率。此外可以选择配置相关智能配变终端，以此来促进数据处理就地化。首先可以将智能终端以及相关的传感设备进行安装，以便能够及时采取到配电网相关信息。其次安装感知终端能够有效实现对节点电压电流等信息的采集以及监测，帮助相关人员及时发现配电网自动化中存在的问题，并加以解决。此外可以配备温湿度感应终端，以便对室内温湿度进行监测，若发现问题则及时预警。

5.2 配电网运维管理水平提升

配电自动化能够有效监测配电网中所存在的低压状况，能够探查到低压故障，对其精准定位，从而对相关故障进行合理分析，并能够有效提升解决故障效率，减少停电时间。另外物联网下的配电自动化能够有效减少运维费用，降低成本，促进经济效益的提升。在配电自动化使用过程中，能够及时检测故障，对设备进行维护，减少相关设备维护费用，同时能够节省较多人力，降低人力成本。

5.3 优质供电服务水平提升

基于物联网的配电自动化，能够有效促进业务群的发展，原本在发展过程中，风力发电、太阳能光伏等等各有不同，分散发展，但在配电自动化的发展下，有效结合成为了业务群，且能够实现业务之间的统一调配，促进了整个产业链的发展[3]。另外各项新能源业务融入配电自动化中，能够实现配电网整体治理，为其未来发展提供了更广阔的发展空间，同时对整个生态系统的维护起到了较大作用。

5.4 物联网智能终端应用

利用物联网，可以开发相关终端设备，将配电自动化与物联网相结合，有效开发智能终端，合理实现配电系统的管控。在终端设计过程中，需要将其中相应功能进行一体化设计，同时将通信功能进行模块化，实际设计过程中还需要考虑到最终的应用需求。智能终端的设计需要满足信息的交互以及采集等功能，同时需要支持硬件互换功能，尽可能解决硬件差异。另外在终端内部需要设置合理的数据库以及数据处理功能，保证设备应用过程中能够对数据进行采集、传输，同时保证能够智能化数据处理，具有一定的智能决策功能。

物联网智能终端可以分为三个主要层次，第一层为基础管理层，这一层级需要保证能够对终端进行管理，促进信息维护。第二层为采集检测层，这一层级需要实现低压设备信息的采集功能，同时能够对相关数据加以计算整理，这一层是最主要的数据源头，需要保证计算信息的精准性。第三层为应用分析层，这一层需要面向运维以及用户服务，保证能够有效预判相应的系统故障，促进对电压分布的分析等。

5.5 配电线路远程监测应用

基于物联网技术，能够有效实现对配电线路的合理监测，提高供电效率[4]。一般来讲，配电线路有三个较为重要的环节：对中压线路数据的采集、数据的通信传递以及数据存储。这三个环节在物联网技术的支撑之下，能够有效促进其远程监测。这一技术之下能够有效将传感器应用其中，对线路中的电流、温度等数据合理采集，同时利用通信设备传递到平台中，最终经过数据处理对实时电流、温度等状态进行记录监测。此外这一功能能够有效定位线路故障，通过对数据的分析，发现其故障特征，进一步收集受到干扰的电流线路，及时对故障进行处理。物联网基础下能够有效实现配电自动化的进一步提升，不仅能够合理监测其中数据，对相关设备进行合理控制。而且能够实时监控设备是否正常运行，及时对下一步工作进行分析，预测发展趋势，有效提高了电力企业的进一步发展，为今后电力发展奠定了良好的基础。

6 结束语

基于物联网的配电自动化，能够有效在当下配电网使用过程中将各项设备进行连接，有效促进系统的统一管理，同时能够保证配电网的安全稳定运行。综上所述，物联网的配电自动化促进了电力企业的发展，提升了其供电水平，使得其运维管理更加便捷，甚至对配电物联网生态系统起到了良好的促进作用。在这一背景之下，我国还需不断加强电力发展，相关企业也需认识到物联网的重要性，将其不断应用于配电系统中，促进电力企业可持续发展。