电力物联网在智能配电网状态监测中的应用研究

电力物联网在智能配电网状态监测中的应用研究

姜承阳

吉林省通化市，134000

摘要：电力物联网是将传感器、通信技术和云计算等技术应用于电力系统中，实现对电力设备的实时监测和远程控制。智能配电网作为电力系统的重要组成部分，对于电力供应的可靠性和效能有着重要影响。基于此，本文将对电力物联网在智能配电网状态监测中的应用展开研究。

关键词：智能配电网；电力物联网；状态监测；应用研究

1智能配电网

智能配电网是一种基于先进的技术和全面数字化的系统，旨在更高效地管理和分配电能资源。它通过集成物联网、人工智能、大数据分析和自动化控制等技术，实现电力系统的智能化和自适应性。智能配电网能够实时监测电力网络各个节点的电能流动情况和负载变化，使得能源供给与需求之间保持平衡，并及时调整电力分配。通过智能传感器和智能计量设备，智能配电网可以精确测量电力消耗和负荷信息，从而提供准确的电能定价和用电统计数据。此外，智能配电网还可以有效检测并快速定位电力故障，实现在最短时间内进行修复和恢复供电。智能配电网的应用范围广泛，不仅可以应对城市和工业领域日益增长的用电需求，还可以为新能源接入和电动汽车充电等提供可靠的电力支持。通过智能配电网，能源管理者可以实时监测并优化电网运行状态，提高供电的可靠性和利用率，减少能源损耗和环境污染。

2电力物联网体系架构

配电网是连接输电与用户的关键环节，随着能源互联网等战略部署建设推进，配电网角色向双向能量流动转变。互联网技术推动新能源革命，智能电网与互联网+技术结合成为电气工程领域研究热点。要推动电网信息化建设有效控制电力系统。电网安全经济运行需求与日俱增，美国能源部发布Grid2030远景规划提出基础级集成传感器，实现通信网络无缝连接，提升电力系统安全运行能力。电力物联网通过泛在感知，提升系统安全性。现行配电网存在量测覆盖率低、配网规模庞大标准化低等问题。提升配电网信息化水平，向用户提供多样化服务成为配电网改造的当务之急。

电力物联网分层体系架构如图1所示。电力物联网技术总体架构分为感知层、应用层。感知层设备包括电网电压电流互感器等各类终端，使控制决策单元获知电网各环节运行状态。网络层为电力物联网业务提供通信服务质量，根据实际工况等灵活选择，包含传统互联网等。电力线载波与230MHz无线通信为系统特有通信方式。信息安全对电力系统运行具有很大影响，为实现不同协议设备互操作，应用层平台与电力内部专用网交互应设置协议转换等操作。平台层承载电网运行数据，解决传统能源生产方式的问题。平台层对下完成网络层传输数据实时收集，提供跨域共享数据资源。应用层是电力系统向枢纽型变革的表现，基于海量电网运行数据，用于综合能源系统运营业务等，实现能源系统感知互动。

3电力物联网技术作用

（1）实时数据监测和管理：通过电力物联网技术，可以实时监测电力系统的各个环节，包括电力生产、输送、配送等。可以快速发现故障、异常情况，并及时进行处理和管理。（2）节能和优化使用：电力物联网技术可以帮助电力系统进行能源管理和节能优化，通过采集大量的数据并进行分析，找出能耗高、效率低的环节，并提供相应的解决方案，用电更加经济高效。（3）预测和预警系统：通过电力物联网技术，可以建立一个完善的预测和预警系统，对电力系统运行状态进行全面监测和分析，提前预测可能的故障和问题，并提供相应的预警措施，以避免事故的发生。（4）负荷平衡和优化调度：电力物联网技术可以对电力系统的负荷进行动态平衡和优化调度，根据实时数据和需求预测，对电力的供应进行合理分配，确保电力系统的平稳运行和供应可靠性。（5）设备管理和维护：通过电力物联网技术，可以实现对电力设备的远程管理和监控，包括设备状态、运行状况、维护需求等。可以提前发现设备故障和异常情况，并进行及时的维修和保养，延长设备寿命，提高设备运行效率。电力物联网技术能够提高电力系统的稳定性、可靠性和经济性，实现对电力系统的全面监控和管理，优化能源使用和供应，提高电力系统的运行效率和整体效益。

4基于电力物联网的配电网智能状态监测系统设计

配网结构复杂，存在配电网自动化水平不足。配网故障导致用户中断供电，及时获取故障信息有利于提高电网企业服务水平。配网故障抢修是需要多环节辅助的工作，配网故障指挥业务效率影响供电企业服务水平。由于某些地区未配备配网自动化设备，配备配网自动化设备投资规模大，需要开发配电网智能化状态监测平台。

研究设计配电网智能化状态监测平台建设方案，智能化状态监测平台建设中，通过配电台区数据综合分析判断，实现配电网数据共享功能。通过同步相量数据集中器装置汇集数据。配电网故障区域快速定位功能形成分支线断线不接地故障主要特征库，以频繁模式树对结构组织数据。将待诊断条件与规则库规则条件特征匹配，匹配到规则库规则得到故障诊断结果。挖掘出强关联规则可用于故障定位，由于规则库中条件特征源于馈线电气量信息，根据匹配关联规则特征推断涉及配电分支线，智能化确定故障区域。

平台通过采集终端上报配电台区电压等数据综合分析，实现对配电台区精细化管理，根据配电台区运行数据变化，实现对配网运行实施监测。通过数据处理技术，提示停电区域，实现主动抢修服务。发布抢修信息，提高检修服务水平。将配电网智能状态监测系统用于电力公司，验证平台的实用性。通过曲线等展示台区配电运行工况，台区配电负荷，三相不平衡率等，经低压网络运行参数平均值分析，对低压网络运行异常状况提示告警，为配电台区运维提供数据支持，改变以往被动处理配网故障局面。分析台区运行工况，准确评估配电的台区状态，为用电客户提供优质电能质量。

结语：

电力物联网在智能配电网状态监测中的应用研究具有重要的意义和潜在价值。通过利用物联网技术与电力系统相结合，实现对电力设备、用电环境以及电力系统状态的监测、控制和管理，可以为电力企业的运营和用户的用电体验提供更为可靠、高效和智能的解决方案。随着能源行业的不断发展和智能化水平的提升，电力物联网在智能配电网中的应用前景将更加广阔，并将为未来的能源供应和能源管理带来巨大的改变和机遇。

参考文献：

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