摘要：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)成為電力系統(tǒng)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文詳細(xì)闡述了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，包括其在設(shè)備監(jiān)測、故障診斷、優(yōu)化運(yùn)行等方面的作用，并對未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望，探討了可能面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對策略。
一、引言
電力系統(tǒng)作為現(xiàn)代社會(huì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其智能化發(fā)展對于保障能源供應(yīng)的可靠性、安全性和高效性具有至關(guān)重要的意義。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為智能配電系統(tǒng)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。它通過將電力系統(tǒng)中的各種設(shè)備、用戶與數(shù)據(jù)緊密連接，實(shí)現(xiàn)信息的高效交互和共享，從而提升配電系統(tǒng)的整體性能和智能化水平。
二、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念與特點(diǎn)
（一）概念
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，充分應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。
（二）特點(diǎn)
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全面感知：通過廣泛部署的傳感器和智能終端，實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境信息等的實(shí)時(shí)感知。
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可靠傳輸：利用高速、穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)，確保感知數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、及時(shí)傳輸。
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智能處理：運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，提取有價(jià)值的信息。
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開放共享：打破信息孤島，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)內(nèi)外部數(shù)據(jù)的共享與交互。
三、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
（一）設(shè)備監(jiān)測與故障診斷
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實(shí)時(shí)監(jiān)測
通過在配電設(shè)備上安裝傳感器，如電壓互感器、電流互感器、溫度傳感器等，實(shí)時(shí)采集設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)信息。這些數(shù)據(jù)上傳至云端平臺(tái)，經(jīng)過分析處理后，運(yùn)維人員可以及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，提前發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患。
例如，某地區(qū)的配電網(wǎng)通過安裝智能傳感器，對變壓器的油溫、油位、繞組溫度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，成功提前預(yù)警了一起變壓器過熱故障，避免了大面積停電事故的發(fā)生。
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故障診斷
基于采集到的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)和專家系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備故障的快速診斷和定位。一旦發(fā)生故障，系統(tǒng)能夠迅速分析故障原因，為搶修人員提供準(zhǔn)確的故障信息，縮短停電時(shí)間，提高供電可靠性。
例如，某供電局利用基于深度學(xué)習(xí)的故障診斷模型，對開關(guān)柜的局部放電數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，準(zhǔn)確診斷出了開關(guān)柜的絕緣故障，并及時(shí)進(jìn)行了維修處理。
（二）優(yōu)化運(yùn)行
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負(fù)荷預(yù)測
利用歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、用戶行為數(shù)據(jù)等，采用大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，實(shí)現(xiàn)對配電系統(tǒng)負(fù)荷的精準(zhǔn)預(yù)測。準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測有助于優(yōu)化電力調(diào)度，提高電力資源的利用效率。
例如，某城市的供電公司通過建立基于長短期記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）的負(fù)荷預(yù)測模型，提高了負(fù)荷預(yù)測的精度，有效降低了電網(wǎng)的運(yùn)行成本。
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無功優(yōu)化
通過實(shí)時(shí)監(jiān)測配電系統(tǒng)的無功功率分布，結(jié)合智能算法，實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償設(shè)備的優(yōu)化配置和控制，提高電能質(zhì)量，降低線路損耗。
比如，某工業(yè)園區(qū)的配電網(wǎng)通過安裝無功補(bǔ)償裝置，并采用智能優(yōu)化控制策略，使功率因數(shù)從 0.85 提高到 0.95，線路損耗降低了 10%。
（三）智能電表與需求響應(yīng)
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智能電表
智能電表不僅能夠準(zhǔn)確計(jì)量用戶的用電量，還可以實(shí)現(xiàn)雙向通信，將用戶的用電信息實(shí)時(shí)上傳至電力公司。電力公司可以根據(jù)用戶的用電習(xí)慣和需求，提供個(gè)性化的用電服務(wù)，引導(dǎo)用戶合理用電。
例如，某居民小區(qū)安裝了智能電表后，電力公司通過分析用戶的用電數(shù)據(jù)，為用戶提供了節(jié)能建議，用戶的平均用電量下降了 10%。
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需求響應(yīng)
基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電力公司與用戶之間的實(shí)時(shí)互動(dòng)，引導(dǎo)用戶在用電高峰時(shí)段減少用電量，在低谷時(shí)段增加用電量，從而平衡電力供需，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
例如，在夏季用電高峰期間，某地區(qū)通過實(shí)施需求響應(yīng)項(xiàng)目，鼓勵(lì)工業(yè)用戶調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，避開高峰時(shí)段用電，有效緩解了電網(wǎng)的供電壓力。
四、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)中的應(yīng)用展望
（一）技術(shù)創(chuàng)新
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邊緣計(jì)算
將計(jì)算能力下沉到配電終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地處理和分析，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和可靠性。
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區(qū)塊鏈技術(shù)
利用區(qū)塊鏈的去中心化、不可篡改等特性，保障電力交易的安全和公平，實(shí)現(xiàn)分布式能源的高效管理。
（二）應(yīng)用拓展
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綜合能源服務(wù)
結(jié)合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電、氣、熱等多種能源的協(xié)同優(yōu)化管理，為用戶提供一站式的綜合能源服務(wù)。
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智慧城市建設(shè)
與智慧城市的其他基礎(chǔ)設(shè)施深度融合，如交通系統(tǒng)、智能建筑等，共同構(gòu)建高效、綠色、智能的城市生態(tài)。
（三）商業(yè)模式創(chuàng)新
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能源數(shù)據(jù)增值服務(wù)
通過對電力數(shù)據(jù)的深度挖掘和分析，為政府、企業(yè)和用戶提供能源規(guī)劃、節(jié)能咨詢、電力市場分析等增值服務(wù)。
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電力市場交易
借助泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電力的自由交易和市場化配置，激發(fā)市場活力，促進(jìn)能源的優(yōu)化利用。
五、安科瑞Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)概述
Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺(tái)是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)，建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺(tái)。 用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關(guān)，自行安裝后掃碼即可使用手機(jī)和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。
該平臺(tái)提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預(yù)付費(fèi)管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報(bào)警和記錄、運(yùn)維管理等功能，并支持多平臺(tái)、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。
六、應(yīng)用場所
本平臺(tái)適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統(tǒng)集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運(yùn)維等領(lǐng)域。
七、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
八、平臺(tái)功能
8.1 可定制駕駛艙
8.2 電力集抄
電力集抄模塊可以實(shí)現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預(yù)警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制，對系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測和統(tǒng)一管理；在數(shù)據(jù)資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設(shè) 備運(yùn)行（包括歷史和實(shí)時(shí)參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行日報(bào)、月報(bào)和年報(bào)查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。
變壓器監(jiān)控
配電圖
8.3 能耗分析
能耗分析模塊采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動(dòng) 化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機(jī)結(jié)合起來，運(yùn)用數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析 與管理，實(shí)現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗和提 升整體能源管理水平的目的。
能耗概況
8.4預(yù)付費(fèi)管理
1）登陸管理：管理操作員賬戶及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；
2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；
3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠(yuǎn)程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；
4）售電管理：對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；
5）售水管理：對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售水、退水、記錄查詢等操作；
6）報(bào)表中心：提供售電、售水財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢，本系統(tǒng)所有的報(bào)表及記錄查詢，都支持excel格式導(dǎo)出。
預(yù)付費(fèi)看板
8.5 充電樁管理
通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警。云平臺(tái)包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營的所有功能，包括城市級(jí)大屏、交易管理、財(cái)務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運(yùn)營分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。
充電樁看板
8.6 智能照明
智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測，也可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)開關(guān)策略配置及后臺(tái)遠(yuǎn)程管理和移動(dòng)管理等，降低路燈設(shè)施的維護(hù)難度和成本，提升管理水平，并達(dá)到一定節(jié)能減掛的效果。
照明實(shí)時(shí)監(jiān)控
8.7 安全用電
安全用電采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災(zāi)探測器，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速時(shí)間的排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然”的目的。
8.8 智慧消防
通過云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”、用電管理“精細(xì)化”的實(shí)際需求。
智慧消防看板
九、系統(tǒng)硬件配置
結(jié)語
當(dāng)前電力系統(tǒng)與其他能源系統(tǒng)的信息壁壘仍然存在，諸如綜合能源協(xié)同優(yōu)化、能源市場交易、車聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)尚處于理論論證階段?？傊涸陔娏ξ锫?lián)網(wǎng)的建設(shè)需要社會(huì)各方的廣泛共同參與，協(xié)力開展技術(shù)攻關(guān)，以促進(jìn)我國能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
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