浅析泛在电力物联网在智能配电系统应用综述及展望

1. 全面感知：通过广泛部署的传感器和智能终端，实现对电力系统运行状态、设备状态、环境信息等的实时感知。

2. 可靠传输：利用高速、稳定的通信网络，确保感知数据的准确、及时传输。

3. 智能处理：运用大数据分析、人工智能等技术，对海量数据进行挖掘和分析，提取有价值的信息。

4. 开放共享：打破信息孤岛，实现电力系统内外部数据的共享与交互。

1. 实时监测
   通过在配电设备上安装传感器，如电压互感器、电流互感器、温度传感器等，实时采集设备的运行参数和状态信息。这些数据上传至云端平台，经过分析处理后，运维人员可以及时了解设备的运行状况，提前发现潜在的故障隐患。
   例如，某地区的配电网通过安装智能传感器，对变压器的油温、油位、绕组温度等参数进行实时监测，成功提前预警了一起变压器过热故障，避免了大面积停电事故的发生。
2. 故障诊断
   基于采集到的设备运行数据，结合机器学习和专家系统等技术，实现对设备故障的快速诊断和定位。一旦发生故障，系统能够迅速分析故障原因，为抢修人员提供准确的故障信息，缩短停电时间，提高供电可靠性。
   例如，某供电局利用基于深度学习的故障诊断模型，对开关柜的局部放电数据进行分析，准确诊断出了开关柜的绝缘故障，并及时进行了维修处理。

1. 负荷预测
   利用历史负荷数据、气象数据、用户行为数据等，采用大数据分析和人工智能算法，实现对配电系统负荷的精准预测。准确的负荷预测有助于优化电力调度，提高电力资源的利用效率。
   例如，某城市的供电公司通过建立基于长短期记忆网络（LSTM）的负荷预测模型，提高了负荷预测的精度，有效降低了电网的运行成本。
2. 无功优化
   通过实时监测配电系统的无功功率分布，结合智能算法，实现无功补偿设备的优化配置和控制，提高电能质量，降低线路损耗。
   比如，某工业园区的配电网通过安装无功补偿装置，并采用智能优化控制策略，使功率因数从 0.85 提高到 0.95，线路损耗降低了 10%。

1. 智能电表
   智能电表不仅能够准确计量用户的用电量，还可以实现双向通信，将用户的用电信息实时上传至电力公司。电力公司可以根据用户的用电习惯和需求，提供个性化的用电服务，引导用户合理用电。
   例如，某居民小区安装了智能电表后，电力公司通过分析用户的用电数据，为用户提供了节能建议，用户的平均用电量下降了 10%。
2. 需求响应
   基于泛在电力物联网，实现电力公司与用户之间的实时互动，引导用户在用电高峰时段减少用电量，在低谷时段增加用电量，从而平衡电力供需，提高电网的稳定性和经济性。
   例如，在夏季用电高峰期间，某地区通过实施需求响应项目，鼓励工业用户调整生产计划，避开高峰时段用电，有效缓解了电网的供电压力。

1. 边缘计算
   将计算能力下沉到配电终端设备，实现数据的本地处理和分析，减少数据传输延迟，提高系统的响应速度和可靠性。

2. 区块链技术
   利用区块链的去中心化、不可篡改等特性，保障电力交易的安全和公平，实现分布式能源的高效管理。

1. 综合能源服务
   结合泛在电力物联网，实现电、气、热等多种能源的协同优化管理，为用户提供一站式的综合能源服务。

2. 智慧城市建设
   与智慧城市的其他基础设施深度融合，如交通系统、智能建筑等，共同构建高效、绿色、智能的城市生态。

1. 能源数据增值服务
   通过对电力数据的深度挖掘和分析，为政府、企业和用户提供能源规划、节能咨询、电力市场分析等增值服务。

2. 电力市场交易
   借助泛在电力物联网，实现电力的自由交易和市场化配置，激发市场活力，促进能源的优化利用。

五、安科瑞Acrel-EIOT能源物联网平台概述

Acrel-EIoT能源物联网开放平台是一套基于物联网数据中台，建立统一的上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。 用户仅需购买安科瑞物联网传感器，选配网关，自行安装后扫码即可使用手机和电脑得到所需的行业数据服务。

该平台提供数据驾驶舱、电气安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等功能，并支持多平台、多语言、多终端数据访问。

六、应用场所

本平台适用于公寓出租户、连锁小超市、小型工厂、楼管系统集成商、小型物业、智慧城市、变配电站、建筑楼宇、通信基站、工业能耗、智能灯塔、电力运维等领域。

七、组网结构

八、平台功能

8.1 可定制驾驶舱

8.2 电力集抄

电力集抄模块可以实现对各种监测数据的查询、分析、预警及综合展示，以保证配电室的环境友好。在智能化方面实现供配电监控系统的遥测'、遥信、遥控控制，对系统进行综合检测和统一管理；在数据资源管理方面，可以显示或查询供配电室内各设 备运行（包括历史和实时参数，并根据实际情况进行日报、月报和年报查询或打印，提高工作效率，节约人力资源。

变压器监控

配电图

8.3 能耗分析

能耗分析模块采用自动化、信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等全过程的自动 化、科学化管理，使能源管理、能源生产以及使用的全过程有机结合起来，运用数据处理与分析技术，进行离线生产分析 与管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡、利用能源，提高能源质量、降低能源消耗，达到节能降耗和提 升整体能源管理水平的目的。

能耗概况

8.4预付费管理

1）登陆管理：管理操作员账户及权限分配，查看系统日志等功能；

2）系统配置：对建筑、通讯管理机、仪表及默认参数进行配置；

3）用户管理：对商铺用户执行开户、销户、远程分合闸、批量操作及记录查询等操作；

4）售电管理：对已开户的表进行远程售电、退电、冲正及记录查询等操作；

5）售水管理：对已开户的表进行远程售水、退水、记录查询等操作；

6）报表中心：提供售电、售水财务报表、用能报表、报警报表等查询，本系统所有的报表及记录查询，都支持excel格式导出。

预付费看板

8.5 充电桩管理

通过物联网技术，对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警。云平台包含了充电收费和充电桩运营的所有功能，包括城市级大屏、交易管理、财务管理、变压器监控、运营分析、基础数据管理等功能。

充电桩看板

8.6 智能照明

智能照明通过物联网技术对安装在城市各区域的室内照明、城市路灯等照明回路的用电状态进行不间断地数据监测，也可以实现定时开关策略配置及后台远程管理和移动管理等，降低路灯设施的维护难度和成本，提升管理水平，并达到一定节能减挂的效果。

照明实时监控

8.7 安全用电

安全用电采用自主研发的剩余电流互感器、温度传感器、电气火灾探测器，对引发电气火灾的主要因素（导线温度、电流和剩余电流）进行不间断的数据跟踪与统计分析，并将发现的各种隐患信息及时推送给企业管理人员，指导企业实现快速时间的排查和治理，达到消除潜在电气火灾安全隐患，实现“防患于未然”的目的。

8.8 智慧消防

通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”、用电管理“精细化”的实际需求。

智慧消防看板

九、系统硬件配置

结语

当前电力系统与其他能源系统的信息壁垒仍然存在，诸如综合能源协同优化、能源市场交易、车联网等新兴产业尚处于理论论证阶段。总之，泛在电力物联网的建设需要社会各方的广泛共同参与，协力开展技术攻关，以促进我国能源产业升级。

参考文献：

[1] 彭小圣，邓迪元，程时杰，等.面向智能电网应用的电力大数据关键技术[J].中国电机工程学报，201535(3);503-511。

[2] 张小平，李佳宁，付灏.全球能源互联网对话工业4.0[J].电技术201640(6):1607-1611。

[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版。