基于电力物联网的配电网规划研究

基于电力物联网的配电网规划研究

姚传宇 1 张庆宇 2

1. 国网七台河供电公司，黑龙江省 154600

2.国网双鸭山供电公司，黑龙江省 155100

摘要:若想为广大人民群众提供安全可靠的电力服务，就一定要做好电网建设，具体来讲，地方停电时间与发生停电的概率在很大程度上取决于网络结构水平。科学合理的规划地方电网，不仅能有效降低或者避免出现事故的概率，而且也能抑制电网出现风险，进一步提升电网供电的安全可靠性。除此之外，由于电网规划阶段存在较多风险因素，为了避免其造成影响，还需要相关工作人员结合实际情况，做好电网规划的评估工作。基于此，本文主要分析电力物联网下配电网规划措施。

关键词：智能设备；物联网；数据；规划

中图分类号：MT715 文献标识码：A

引言

在电力企业的日常建设和运营过程中，配电网规划是一项尤为重要的工作，它直接关系到人们日常生产生活的稳定性和可靠性。近年来，随着人民生活水平的不断提高和科学技术的不断进步，电气设备越来越多地应用于人们的生活和生产活动中，电气设备在各大企业的应用也越来越广泛，这对配电网的运行提出了更高的要求。基于此，为了保证配电网满足社会发展的需要，必须做好相应的规划工作。由于配电网规划的复杂性、系统性和普遍性，在实践中难免会出现各种问题和不足。

1 当前配电网系统规划存在的问题

当前配电网存在以下方面的问题：（1）基础数据难以收集整理。电力系统是最复杂的物理系统之一，具有地理位置分布广泛、实时平衡、实时运行从不停止、重大故障瞬间扩大等特点，这些特点决定了电力系统运行时产生的数据数量庞大、种类丰富。客观情况下数据采样点不足，收集难度大，数据体量庞杂，难以整理。（2）配电网系统效率低。从规划建设思路考虑，配电网可靠不出事，容载比高，要求满足N-1或N-1-1。供电安全问题往往是敏感的问题，所以考虑可靠性多一些，系统效率低。（3）规划模块化方案应用不足。模块化方案大大减少了规划设计、建设改造工作量，扩展性比较高，运行方式也较为固定，对调度有利。无论是新加坡的花瓣式、法国的三环网，都是该思路的体现。模块化的配网系统的供电能力分析是非常清晰的，不管是上级电网，还是同级电网转供，都可以通过一个网格清楚体现。

2 存在的问题

随着城市化进程的加快，城市人口越来越密集，人们生活生产过程中的用电需求也越来越大。随着用户数量的不断增加和用电负荷的不断增加，配电网也需要与时俱进地不断延伸和扩大。在这样的背景下，配电网的变压器越来越大，导线的截面积也越来越小，这使得配电网的总体布局、电源点的位置，容量设置逐渐难以满足城市建设规划和发展的需要。另外，有些电线裸露，线路多，支路也比较复杂，再加上长期运行，线路材料损耗大，在电耗不断增加的情况下，变压器运行超标，也容易引发安全问题。总之，在各种问题的影响下，电压质量将继续下降。比如供电点布局规划编制不到位，整体规划设计工作不到位，使得布局不科学、不合理。在这种背景下，当用电量增加时，配电网的运行负荷也会随之增加，从而导致供电点容量与负荷需求的不匹配。供电点布局不科学，也会减少配电网导线的截面积，直接影响用电质量和电力企业的运行效率。

3 电力物联网的配电网规划

3.1 提供对时空数据的分析和预测

传统的统计分析主要是根据小样本的精确数据对全局进行分析和预测，重点在与数据的因果关系分析。而在生态环境大数据的支持下，可将气象、土壤、植被、大气化学、水体等全集数据同时纳入分析范围，不再追求传统的对因果关系的检测，更加侧重于多样性和敏感性，综合考虑各种情况，从而解决某些特定的、传统分析难以解决的问题。除了数据分析，生态环境大数据更重要的帮助在于根据建立模型预测未来。传统的对生态环境的研究往往有一定的滞后性，特别是环境污染方面较难感知和预料，影响一旦产生往往就已发展到相当严重的程度。随着云计算、机器学习和人工智能等技术的不断发展，基于生态环境大数据可建立认知计算模型，利用海量数据的交叉验证结合专家经验进行自动训练、自我学习，从而做到高精准预报预测。而在生态系统变化方面，通过纵向比较区域历史数据和横向比较相似区域数据，结合多种生态模型对海量数据进行深度挖掘和关联分析，寻找各个要素之间的相关性，通过他们之间的联系进行预测分析。

3.2 配电网规划提升

首先设备必须智能，能实现通信及人机交互。这与传统电网有本质区别，传统电网中设备仅仅完成测量工作，无法实现数据交互。智能电网时代，用电设备或者测量设备不仅仅实现数字化量测，而且采集的时间间隔将大幅缩小。譬如目前配电网常见的智能电表约15 min才采集一次数据，将大为缩短，而且主要采集电量、电流数据，将能采集各种开关信号量、遥测信息，也将做到实时更新，这样精确的数据量，将有效提高对电网分析的能力，有效进行故障预判和电网模拟，从而提升电网规划水平。

3.3 分布式发电储能技术

在整个电力资源生产过程中，发电是综合节能中最核心的环节。一旦发电节能技术得到充分利用，发电单位的污染排放量将会大幅度减少。分布式发电储能技术是利用太阳能、风能等资源进行分布式发电和储能。利用这些能源，可以有效提高绿色电力资源发电权重，减少发电带来的污染排放，对生态环境保护非常有益。通过使用分布式发电储能技术，既可以更好地保护生态环境，又可以大大提高人们日常用电的安全性和可靠性，并在一定程度上缓解我国电力供应不均衡的状况。但值得注意的是，风能、太阳能等自然能源极易受到自然环境影响。因此，在日常生产生活中，在应用自然能源时，一定要考虑此方面带来的影响。

3.4 提升工程设计管理

电力基建工程需要做好各个方面的管理，工程设计管理即工程初步设计和施工图纸设计管理。按照电力基建工程管理的基本要求，主要设施设备与材料在通过工程初步设计评审结束后，就可以进行采购。加强设计管理，能够有效确保主要设施设备与关键材料的准确性。施工图纸设计管理是电力基建工程管理施工的重点，优质的施工图纸设计能够为电力基建工程奠定良好的基础。施工图审查包含业主内部审核与外部聘任咨询公司审核，施工前业主与施工单位、设计公司汇审，所以强化施工图纸设计审核管理工作，可以增强审核力度，合理把控工程管理成本，为工程管理奠定扎实的基础。

3.5 应用智能固态表计

智能固态表计需要准确反映智能电网设备的具体运行情况，通过读取表盘上的数据和估算电费，进一步保障广大用户的用电安全。此外，还能预防窃电、网络拥塞而造成不能及时处理客户问题的情况出现。此外，智能固态表计还可以有效保护电网元件，以顺利完成电网之间的通信工作，为智能电网的安全稳定运行提供帮助。如果电网系统的一部分出现问题，计算机可以保护其他部分免受故障影响，进而保证电网有效运行。

结束语

当前电网已经到了一个关键转型期，要提升电网网架水平，必然要求开展智能化建设，智能配电网包含智能设备、通信技术、继电保护以及电网规划运行、安全稳定分析等多个方面。传统配电网潮流只能从变电站单方向流向用户，其信息传输慢，信息不完整，较多地方都形成信息孤岛，要全面提升管理水平，必然要可感知电网运行状态，基于物联方向的智能设备是不二选择。

参考文献

[1] 范海雯,徐怡,张沫然,等.智能电网在电力技术及电力系统规划中的运用研究[J].电子测试,2020(3):64-65,127.

[2] 曾业隆,周全,等.基于遥感与GIS的青藏高原典型电网工程生态环境敏感性分析[J].中国环境科学,2017,8.