摘要：构建泛在电力物联网作为支撑建设坚强智能电网以及能源互联网的重要内容，对保障电网弹性安全运行、实现异质能源友好接入、服务用户精细化用能具有重要意义。文章对电力物联网在智能配电系统应用综述及展望进行了研究分析，以供参考。
关键词：电力物联网；智能配电系统；综述及展望
1前言
进入新时期后，我国电力行业内开始广泛应用物联网技术，对我国电力行业、电网企业的发展与进步起到了有效的促进作用。在未来的发展中，要想进一步提升电力物联网建设质量，推动电力物联网的建设进程，就需要深入研究电力物联网建设中的关键技术。
2物联网及关键技术
具体来讲，物联网指的是将射频识别、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备运用过来，通过连接物品与物联网，促使信息交换、通讯需求得到满足，智能化识别、定位、跟踪、监控、管理目标得到实现。其在传感器、射频识别技术等技术设备的支持下，能够对物体、过程的声、光、热、电等不同种类信息进行实时采集，通过接入网络，有效链接物和人，更加智能化的感知、识别和管理物品与过程。
2.1识别技术
物联网的一项关键技术为识别技术，其能够促使可视化管理物品目标得到实现。目前来讲，条形码、射频标签等为主要的识别技术。在无线射频识别技术的支持下，通过无线电信号的运用，即可非接触式主动识别和管理特定目标。
2.2红外感应技术
本种技术主要是借助于红外线来测量对温度敏感的物理性质。物质的温度在绝对零度以上，就会有红外线辐射出来，借助于红外线感应器等设备，能够有效测量。在测量过程中，不需要接触红外线感应器与被测物体，即可完成测量任务，具有较高的灵敏度和较快的响应速度。
2.3全球定位技术
全球卫星定位系统即全球定位技术，其包括空间卫星、地面信号连接点、用户信号接收装置等组成部分，能够将较高精度的位置、速度、时间等信息全天候的提供给用户。
泛在电力物联网包含了从感知、通信、信息处理到决策控制诸多关键技术。而配电网作为连接电网与用户的桥梁，相较于电力系统其他环节更具有面向社会服务的特性。按照感知层、网络层、平台层与应用层的体系结构，并结合近年来相关研究成果对泛在电力物联网关键技术进行梳理、归类和分析。
3.1感知层关键技术
对海量智能终端的有效监测与控制是实现电力系统精细化调控的前提，这要求未来泛在电力物联网能够实现对电力系统的全覆盖。与输电网相比，配电网从拓扑结构到含有的电气设备都更加复杂多样，如大量分布式电源并网以及用户侧的智能家居、电动汽车等新型用电设备等，从而配电网中的监测对象更加多样，物联网终端数量以及监测数据类型都更为复杂。因此，对于配用电双方而言，为实现降本增效与互联共享，未来泛在电力物联网中传感设备必须朝向高度集成化方向发展。
3.1.1新型电力物联网设备研发
为使现有配电系统向泛在电力物联网的平稳升级，新型配电终端的研发必须考虑全电力行业背景兼容，如设备尺寸、部署环境、电磁兼容等。
3.1.2底层传感器部署技术
由于配电网运行场景工况复杂，实现对底层海量配用电设备的全覆盖监测是保证泛在电力物联网对配电系统运行状态可感知、可控制的首要前提。部分学者已经针对该问题进行了探索研究，如针对分布式风电状态监测问题。
3.2网络层关键技术
健壮、可靠的通信信道是保障泛在电力联网全面感知大数据汇聚和控制指令准确下发的关键。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆面向超大规模城市群及地区型新型城镇的配电网部署场景更加复杂多样，传统“点对点”有线通信方式由于布线成本高、实际工况复杂等限制，在使用中存在弊端，而无线自组织网络具有功耗低、部署灵活、网络抗毁性强等优点，因此“有线+无线”互补的模式将是未来泛在电力物联网网络层通信模式的发展方向。此外，为防止网络攻击风险，泛在电力物联网还应具备安全防御功能。
3.2.1底层自组网与核心通信网规划技术
配电通信系统承载着配网保护、调度自动化、生产管理、需求侧响应等多种业务的信息传输任务。不同业务对网络QoS要求不同，为保证泛在电力物联网能够提供满足业务需求的网络服务，新型的网络协议如时间敏感网络技术被提出并尝试在电力通信系统中应用。同时，随着高比例清洁能源、海量电力传感器及智能配电终端的接入，泛在感知信息的数据量和呈现维度都以爆发式趋势增长。因此，对于终端数量多、带宽资源有限的底层接入网，需要设计健壮的自组网路由策略保障状态量和控制量的及时传输。除对通信信息子系统单独研究外，还应看到，泛在电力物联网作为信息流与电力流高度耦合的复杂系统———信息物理系统（cyberphysicalsystem，CPS），任意一个子系统网架结构缺陷都会对自身或另一系统乃至整体系统产生影响。因此，电力网与通信网联合规划将成为泛在电力物联网的研究重点。
3.2.2安全访问与信任控制技术
物联网技术在配电系统中的引入在全面提升配电网信息感知深度和广度的同时，开放性的终端接入和数据交互使得配电系统的安全可靠性受到前所未有的挑战。因此，网络对终端身份的真实合法性认证、数据真实性辨别以及信息流可靠安全传输是关键。
3.3平台层关键技术
电网海量状态信息、用户侧用能数据以及其他关联数据（如天气、分布式能源和储能数据）是配电自动化运维、全景态势感知、个性化用能推荐、综合能源协调运行等高级应用决策依据的来源。这些数据具有多源性、格式多样性、信息冗余度高、数据量大、隐含信息价值高但不直观的特性。因此，只有对配电系统中的海量高维数据进行数据聚合、有效管理与信息挖掘，才能获取更多的数据内在价值。
3.3.1数据融合技术
物联网泛在感知产生的海量多源异构数据具有高冗余性，需要采用数据融合技术以降低冗余度、减少通信量、降低数据分析难度，其在泛在电力物联网中具有重要意义。
3.3.2数据存储管理与挖掘分析技术
已有文献表明，仅对于用电信息采集系统而言，每100万居民用户每日用电信息数据便超过1TB。而未来电力系统中，大量配电终端、用电终端、综合能源系统产生的结构化、半结构化、非结构化数据将远远超过现有电力系统所能处理和承受的范围。对其中蕴含的信息进行深入挖掘分析，并可视化地呈现，对电力系统优化运行，形成技术闭环具有重要意义。
3.4应用层关键技术
高比例间歇性分布式能源与电动汽车等新型负荷的接入将为配用电系统带来谐波注入、潮流双向流动、频率/电压波动加剧等问题，传统电网由于感知不全面信息化自动化程度较低，往往采取弃风、弃光或增加备用容量等措施，导致弹性承受力不强、新能源利用率不高、投资成本过大等问题。泛在电力物联网技术的应用使电网全面感知运行状态、精细化调控以及用户侧和其他能源系统参与配网协调运行成为可能。
4结语
综上所述，电力物联网建设工作的开展，符合我国电力行业的发展趋势，能够促使我国智能电网建设目标得到更快的实现。而电力物联网建设是一项复杂的系统工程，需要由先进的技术作为支撑。因此，相关人员就需要深化电力物联网建设中关键技术的研究，从技术角度推动电力物联网的建设进程，促进我国电力行业的整体进步与发展。
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论文作者:杨欣,邰炜
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/9
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