杨健
中国能源建设集团广西电力设计研究院 广西 南宁 530007
摘要：在信息化时代中，配电网在自动化和信息化水平方面有待进一步提升。将泛在电力物联网应用于智能配电系统，就是将物联网技术作为一项核心技术，并充分吸纳先进的人工智能技术、大数据技术等，促使电力系统运行过程中的每一个环节都可以实现信息与数据的共享。虽然目前关于泛在电力物联网的研究刚刚起步，但是从行业发展趋势来看，未来泛在电力物联网将会随着智能电网的全面覆盖，在智能配电系统中发挥更为广泛和更深层次的应用。在这一背景下探究泛在电力物联网的关键技术和运用策略具有重要价值。
关键词：泛在电力物联网；电力系统；智能配电系统
1泛在电力物联网的概述
对于泛在电力物联网的概念，我国的很多电力企业给出了这样的解释：泛在电力物联网是将源、网以及荷三个层面之中的人、物以及设备等实现充分的连接，并使之达成一种泛在感知，然后通过当今先进可靠的通信技术和信息处理技术，提供、发送以及使用海量的数据，使这些数据在电网的各个运行环节实现共享，最终实现信息流、能量流以及业务流在整个电网中的一体化融合，进一步提升电网价值服务，创造一个更加高效可靠的平台。
2泛在电力物联网的体系架构分析
2.1感知层
主要作用是以传感器、仪表仪器等前端设备作为基础，获取电力设备的基础运行参数，方便管理人员感知电力设备的运行情况。随着传感器技术的成熟，在感知和获取信息方面也有更加出色的表现，除了状态监测之外，还能够对电力设备的电压波动、电磁兼容等信息进行同步获取，更好的满足了智能配电系统管控工作开展需要。
2.2网络层
在泛在电力物联网中，网络层可以提供信息的交互通道，有效保障各种类型的业务信息的安全。网络层就是由分布于设备与设备之间的有线或无线通信设备组成的。另外，为了保证数据信息在传输过程中的安全性，网络层中还应用到了大量的安全技术或安全设备，例如身份认证技术、数据加密与解密技术、安全路由技术等。
2.3平台层
在泛在电力物联网中，平台层的主要作用是实时更新整个电网中海量的信息数据，并对这些信息数据进行科学性分析，同时也可以对这些信息数据的共享进行管理。通过平台层的应用，可以打破传统配电网运行过程中的信息孤岛，并有效解决信息储存碎片化问题，对于当今电力系统朝着电力与数据两方面并重转型、发展都有着极大的帮助切。
2.4应用层
应用层作为电力系统中枢枢纽，具有枢纽型、平台型等特点，具备的功能在于基于海量电网运行数据和用户用电数据信息下，对电网运行情况进行及时追踪和监管，整合综合能演系统运营业务，通过建设应用平台，实现电网和用户系统相互感动和传递。
3泛在电力物联网在智能配电系统中的关键技术研究
3.1应用于感知层的关键技术
相较于输电网，配电网的拓扑结构更为复杂、入网设备更为多样，为了实现有效监测，传感设备必须高度集成化：充分考量尺寸、兼容等因素研发新型设备；重点是底层传感器部署技术的深化。
3.2应用于网络层的关键技术
因为当今的配电网有着点多面广的特点，所以如果依然按照传统点对点形式的通信方法进行设计，将很难将网络层全面铺开。在设计网络层进行的过程中，应该应用有线模式和无线模式两者互补的方式来实现,同时应该注重落实所有的安全防御工作。首先，应注重底层自组网和核心通信网规划技术的应用，因为配电通信系统中通常承载着大量的业务传输任务，意味着通信系统需要符合很多种的QoS需求。
随着通信系统中的接入对象越来越丰富，泛在感知信息的数据量和呈现维度将出现指数式上升趋势。为了有效应对这样的情况，需要让自组网的路由策略变得更加“健壮”。通过这样的方式，可以有效保障底层接入网的控制量和状态量，进而实现海量信息的及时传输。在此过程中，可以通过网络扩充的相关算法，将配网系统和通信系统之间的耦合关系作为基础，并从拓扑概念入手，对信息物理系统(CPS)进行协同规划。
3.3应用于平台层的关键技术
数数据融合技术。通过泛在感知的海量数据的特点是多源、异构、高冗余，必须依托数据融合技术来进行前置处理；数据存储管理与挖掘分析技术。为应对泛在电力物联网海量数据的实时更新存储，可采取策略：基于Hadoop平台的数据压缩方法；采用NoSQL技术对实际数据进行分布式存储管理。为提取大数据蕴含价值，可吸纳K-means聚类来分析用电行为，可借助Apriori算法寻找诱发谐波的主要原因等。
3.4应用于应用层的关键技术
在泛在电力物联网这一环境中，电力谐波的注入问题、潮流双向流动问题、电压或者频率加剧等问题十分常见，电力行业需要应用一些新型技术克服这些问题。首先，可以合理利用态势感知技术，借助于对态势的察觉、对态势的理解以及对态势的预测来识别电网运行过程中潜在的风险隐患，并对其进行科学分析和有效处理。
4泛在电力物联网和智能配电网之间的融合展望
在物联网技术和电力行业的不断发展过程中，将泛在电力物联网和智能配电网实现良好的融合，可以彻底转变当今配电系统的供电情况。以下的两个层面是对泛在电力物联网和智能配电网之间的融合进行的展望。
4.1层面一
泛在电力物联网拥有健壮的通信系统，可以实时感知各类设备的运行状态，再依托它的数据挖掘特长，就能不依靠电气量提取或人工现场巡查来快速辨识系统潜伏性异常、精准评估电网运行风险程度，从而规避当下电力设备随坏随修的不利局面，使得状态检修能够在真正意义上开展。
4.2层面二
主动配电系统固化与综合能源协调运行展望随着电力行业的不断发展，电网和用户之间的界限越来越模糊，异质能源越来越混杂，并得到了协同应用。在这样的情况下，智能配电网运行的灵活性与自主性需要得到进一步提升。在此过程中，应该将其能够感知到的各种大数据作为基础，以此实现高精密复合分布和预测模型的建立，并通过边缘计算技术提升配电网在不稳定环境中运行的弹性。另外，可以应用当今的云计算技术分析各种的异质能源，并使其得到合理利用。
5结语
通过把泛在电力物联网应用到智能电网中，可以促进我国能源互联网高水平发展，这也是当前我国电网企业成功转型的重要方向。近年来，智能电网系统与泛在电力物联网的联合应用变得更加密切，特别是在电网运行监测、潜在风险评估、整体规划协调上，为国网公司开展智能电网管理带来了便利，实现了经济效益和供电质量的统筹兼顾。下一步要继续挖掘泛在电力物联网的应用价值，夯实智能电网建设与发展的根基。
参考文献
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[2]徐震,王云鹏,李海.泛在电力物联网智能传动技术[J].农村电气化,2019,(9).27-30.
[3]谷智伟.泛在电力物联网在智能配电系统中的应用[J].通信电源技术.2020,(5).27-30.
作者介绍：
杨健（1994.02.20-）；男；广西宜州；壮族；助理工程师；智网科副科长；研究方向：智能电网-微网建设；国能源建设集团广西电力设计研究院