解讀泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用

隨著時(shí)代的發(fā)展，配電網(wǎng)的角色在發(fā)生轉(zhuǎn)變：由單純的單向電能供應(yīng)轉(zhuǎn)向復(fù)雜的雙向能流服務(wù)，如分布式發(fā)電的接入、用戶側(cè)多樣需求的滿足等。但受制于歷史發(fā)展情況，規(guī)模龐大的配電網(wǎng)難以立即適應(yīng)新角色，特別在信息化和自動(dòng)化水平上存在長(zhǎng)足進(jìn)展空間。正是基于此，電力企業(yè)積極響應(yīng)打造泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略目標(biāo)，其實(shí)質(zhì)是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，充分吸納人工智能、大數(shù)據(jù)分析等要素，達(dá)成電力生產(chǎn)到電力消費(fèi)各環(huán)節(jié)中各類(lèi)對(duì)象的信息互聯(lián)共享，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知與精細(xì)調(diào)控。但泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的研究尚不成熟，其與配網(wǎng)的融合更處于起步階段，需要進(jìn)行有益探索。
1、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念及體系架構(gòu)
在社會(huì)高度電氣化的當(dāng)下，推進(jìn)電網(wǎng)信息化智能化的升級(jí)己成為世界各國(guó)共識(shí)。美國(guó)、歐盟、日韓等發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體均提出了相關(guān)遠(yuǎn)景展望及工作計(jì)劃。我國(guó)是電力大國(guó)和電力強(qiáng)國(guó)，在電網(wǎng)發(fā)展的前沿陣地自然占有一席之地。電力公司關(guān)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的理解：將“源-網(wǎng)-荷”層面的人、物、設(shè)備等充分連接以達(dá)成泛在感知，借助可靠通信和高性能信息處理將海量數(shù)據(jù)在發(fā)、供、用之間共享，最終實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)“能量流、信息流、業(yè)務(wù)流”的一體化融合，為價(jià)值服務(wù)提升提供有效平臺(tái)。
針對(duì)集物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)技術(shù)等多種技術(shù)手段為一體的復(fù)雜物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)多呈現(xiàn)出明顯的能量流、信息流與業(yè)務(wù)流交互耦合的特征，并可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層以及應(yīng)用層等四個(gè)架構(gòu)維度。

2、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)
2.1?應(yīng)用于感知層的關(guān)鍵技術(shù)
對(duì)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，感知層的主要作用在于保障系統(tǒng)感知數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，而在現(xiàn)代智能配電系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中，感知層的監(jiān)測(cè)對(duì)象愈發(fā)多樣，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)愈發(fā)復(fù)雜，因此應(yīng)在感知層呈現(xiàn)集成化發(fā)展態(tài)勢(shì)的基礎(chǔ)上就感知層技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步，以滿足現(xiàn)代智能配電系統(tǒng)的具體感知要求。針對(duì)新型電力物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備研發(fā)技術(shù)，新的感知設(shè)備應(yīng)滿足尺寸、環(huán)境、電磁兼容等多方面因素要求，并盡可能貼合當(dāng)前階段電力行業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)；針對(duì)底層傳感器部署技術(shù)，除了應(yīng)完善部署方案確保對(duì)配電系統(tǒng)所有設(shè)備的全覆蓋監(jiān)測(cè)外，還應(yīng)在空間正四面體傳感器節(jié)點(diǎn)部署等部署思想的指導(dǎo)下合理發(fā)揮多種傳感器的應(yīng)用價(jià)值，并以此提升感知層的整體感知效果。
2.2?應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)
因?yàn)楫?dāng)今的配電網(wǎng)有著點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)，所以如果依然按照傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)形式的通信方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，將很難將網(wǎng)絡(luò)層全面鋪開(kāi)。在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行的過(guò)程中，應(yīng)該應(yīng)用有線模式和無(wú)線模式兩者互補(bǔ)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)應(yīng)該注重落實(shí)所有的安全防御工作。
首先，應(yīng)該注重底層自組網(wǎng)和核心通信網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)的應(yīng)用，因?yàn)榕潆娡ㄐ畔到y(tǒng)中通常承載著大量的業(yè)務(wù)傳輸任務(wù)，意味著通信系統(tǒng)需要符合很多種的QoS需求。隨著通信系統(tǒng)中的接入對(duì)象越來(lái)越豐富，泛在感知信息的數(shù)據(jù)量和呈現(xiàn)維度將出現(xiàn)指數(shù)式上升趨勢(shì)。為了有效應(yīng)對(duì)這樣的情況，需要讓自組網(wǎng)的路由策略變得更加“健壯”。通過(guò)這樣的方式，可以有效保障底層接入網(wǎng)的控制量和狀態(tài)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)海量信息的及時(shí)傳輸。在此過(guò)程中，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充的相關(guān)算法，將配網(wǎng)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系作為基礎(chǔ)，并從拓?fù)涓拍钊胧郑瑢?duì)信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystems，CPS）進(jìn)行協(xié)同規(guī)劃。
2.3?平臺(tái)層關(guān)鍵技術(shù)
數(shù)據(jù)融合技術(shù)。通過(guò)泛在感知的海量數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是多源、異構(gòu)、高冗余，必須依托數(shù)據(jù)融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行前置處理；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理與挖掘分析技術(shù)。為應(yīng)對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新存儲(chǔ)，可采取策略：基于Hadoop平臺(tái)的數(shù)據(jù)壓縮方法；采用NoSQL技術(shù)對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式存儲(chǔ)管理。為提取大數(shù)據(jù)蘊(yùn)含價(jià)值，可吸納K-means聚類(lèi)來(lái)分析用電行為，可借助Apriori算法尋找誘發(fā)諧波的主要原因等。
2.4?應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù)
對(duì)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層來(lái)說(shuō)，其以態(tài)勢(shì)感知技術(shù)和主動(dòng)優(yōu)化運(yùn)作技術(shù)關(guān)鍵。態(tài)勢(shì)感知技術(shù)通過(guò)分析配電系統(tǒng)大數(shù)據(jù)來(lái)就智能配電系統(tǒng)中的各種安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警和響應(yīng)處置，能夠在將智能配電系統(tǒng)態(tài)勢(shì)感知分為態(tài)勢(shì)察覺(jué)、態(tài)勢(shì)理解和態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上始終確保配電系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行；主動(dòng)優(yōu)化運(yùn)作技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)于用戶側(cè)角度的決策調(diào)整，如通過(guò)調(diào)整供電價(jià)格來(lái)提升電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益等，進(jìn)而在保障智能配電系統(tǒng)發(fā)展決策科學(xué)性及適用性的基礎(chǔ)上確保用戶滿意度的有效提升。