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化水平上存在長足進展空間。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，其實質(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，達成電力生產(chǎn)到電力消費各環(huán)節(jié)中各類對象的信息互聯(lián)共享，從而實現(xiàn)對配網(wǎng)運行狀態(tài)的實時感知與精細調(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)
在社會高度電氣化的當下，推進電網(wǎng)信息化智能化的升級己成為世界各國共識。美國、歐盟、日韓等發(fā)達經(jīng)濟體均提出了相關(guān)遠景展望及工作計劃。我國是電力大國和電力強國，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，最終實現(xiàn)全網(wǎng)“能量流、信息流、業(yè)務(wù)流”的一體化融合，為價值服務(wù)提升提供有效平臺。
針對集物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫存儲技術(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、平臺層以及應(yīng)用層等四個架構(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)
對于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)來說，感知層的主要作用在于保障系統(tǒng)感知數(shù)據(jù)的準確性和及時性，而在現(xiàn)代智能配電系統(tǒng)發(fā)展過程中，感知層的監(jiān)測對象愈發(fā)多樣，監(jiān)測數(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)勢的基礎(chǔ)上就感知層技術(shù)進行進一步，以滿足現(xiàn)代智能配電系統(tǒng)的具體感知要求。針對新型電力物聯(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，并盡可能貼合當前階段電力行業(yè)的發(fā)展特點；針對底層傳感器部署技術(shù)，除了應(yīng)完善部署方案確保對配電系統(tǒng)所有設(shè)備的全覆蓋監(jiān)測外，還應(yīng)在空間正四面體傳感器節(jié)點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)
因為當今的配電網(wǎng)有著點多面廣的特點，所以如果依然按照傳統(tǒng)點對點形式的通信方法進行設(shè)計，將很難將網(wǎng)絡(luò)層全面鋪開。在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)層進行的過程中，應(yīng)該應(yīng)用有線模式和無線模式兩者互補的方式來實現(xiàn)，同時應(yīng)該注重落實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，因為配電通信系統(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)中的接入對象越來越豐富，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。為了有效應(yīng)對這樣的情況，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，進而實現(xiàn)海量信息的及時傳輸。在此過程中，可以通過網(wǎng)絡(luò)擴充的相關(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)，并從拓撲概念入手，對信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystems，CPS）進行協(xié)同規(guī)劃。
2.3?平臺層關(guān)鍵技術(shù)
數(shù)據(jù)融合技術(shù)。通過泛在感知的海量數(shù)據(jù)的特點是多源、異構(gòu)、高冗余，必須依托數(shù)據(jù)融合技術(shù)來進行前置處理；數(shù)據(jù)存儲管理與挖掘分析技術(shù)。為應(yīng)對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)的實時更新存儲，可采取策略：基于Hadoop平臺的數(shù)據(jù)壓縮方法；采用NoSQL技術(shù)對實際數(shù)據(jù)進行分布式存儲管理。為提取大數(shù)據(jù)蘊含價值，可吸納K-means聚類來分析用電行為，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)
對于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層來說，其以態(tài)勢感知技術(shù)和主動優(yōu)化運作技術(shù)關(guān)鍵。態(tài)勢感知技術(shù)通過分析配電系統(tǒng)大數(shù)據(jù)來就智能配電系統(tǒng)中的各種安全風險進行實時預(yù)警和響應(yīng)處置，能夠在將智能配電系統(tǒng)態(tài)勢感知分為態(tài)勢察覺、態(tài)勢理解和態(tài)勢預(yù)測的基礎(chǔ)上始終確保配電系統(tǒng)的優(yōu)化運行；主動優(yōu)化運作技術(shù)的應(yīng)用價值體現(xiàn)于用戶側(cè)角度的決策調(diào)整，如通過調(diào)整供電價格來提升電力企業(yè)的經(jīng)濟效益等，進而在保障智能配電系統(tǒng)發(fā)展決策科學性及適用性的基礎(chǔ)上確保用戶滿意度的有效提升。