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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。配电网作为电力系统连接产－销两端关键中间环节，依靠泛在电力物联网技术将全面提升其深度感知与精细控制能力，促使配电网由传统的“源→荷”单向供能模式向“源荷”双向能量流动模式转变，并赋予配电网能源数据共享、服务提供的新型角色。文章从泛在电力物联网基本概念、体系架构、典型功能、关键技术，以及泛在电力物联网在配电系统中的典型应用等方面进行综述，并对泛在电力物联网未来的发展和挑战进行讨论。
关键词：配电设备；电力物联网；建设；思路；发展趋势
1泛在电力物联网概念
电力系统为迄今为止世界上最复杂的人造系统。电网安全、经济、可靠运行的需求与日俱增。推进电网信息化智能化的升级已成为世界各国共识。美国能源部发布的“Grid2030”远景规划明确提出在电力装置等基础级集成传感器与控制装置，实现“源－网－荷”通信网络无缝连接，进而实现信息共享与互操作，全面提升电力系统的安全运行能力和资产管理、供电服务水平。国家电网有限公司对“泛在电力物联网”的定义:将电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备，以及人和物连接起来，产生共享数据，为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务。以电网为枢纽，发挥平台和共享作用，为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇，提供价值服务。泛在电力物联网将通过泛在感知、可靠通信和高性能信息处理与高级电力应用实现电网各环节、全电压等级的“能量流、信息流、业务流”一体化融合，提升系统安全性和运行效率。
2配电物联网
2.1建设理念
配电物联网是泛在电力物联网的重要组成部分，是配电技术与物联网技术深度融合产生的一种新型配电网络形态。通过对配电网中低压设备的全域识别及设备间广泛互联，实现配电网的全面感知、数据融合和智能应用，进而推动配电侧能源流、业务流、数据流的“三流合一”，如图1所示。建设配电物联网以配用电领域应用需求为导向，以价值创造为核心，将“大云物移智”等先进信息通信技术融入到配电侧的各个环节，实现配电网的数字化、信息化和智能化，为规划建设、生产运行、电力营销、企业管理、供电服务提供平台化支撑，有效提升配电网在电力与客户之间供电服务的枢纽能力，实现公司与客户及其他主体间的信息互动、数据共享与价值共享，支撑“三型两网”建设在配电领域的全面落地。配电物联网对内为规划建设、生产运行、电力营销、企业管理、供电服务提供数据支撑和平台化服务，对外为电力客户、分布式能源、电动汽车、政府及社会提供数据共享和增值服务。以建设配电物联网感知层、网络层、平台层、应用层为核心，通过智能配电网与配电物联网的深度融合，提升供电服务能力、企业精益管理能力、配电网源网荷储人协同发展能力、新业务发展支撑能力，构建枢纽型、平台型、共享型的配电物联网生态体系。
2.2实现特征
配电物联网实现配电网运行、状态及管理全过程的全景全息感知、互联互通及数据智能应用，支撑配电网的数字化运维，概括起来配电物联网需具备设备广泛互联、状态全面感知、应用灵活迭代、决策快速智能和运维便捷高效的特征：1)设备广泛互联。实现配电网设备的全面互联、互通、互操作，打造多种业务融合的安全、标准、先进、可靠的生态系统。2)状态全面感知。对电力设备管理及消费环节的全面智能识别，在信息采集、汇聚处理基础上实现状态全过程、资产全寿命、客户全方位感知。3)应用灵活迭代。以软件定义的方式在终端及主站实现服务的快速灵活部署，满足形态多样的配电网业务融合和快速变化的服务要求。4)决策快速智能。综合运用高性能计算、人工智能、分布式数据库等技术，进行数据存储、数据挖掘、智能分析，支撑应用服务、信息呈现等配电业务功能。5)运维便捷高效。传统电力工业控制系统深度融合物联网IP化通信技术，基于统一的信息模型和信息交换模型实现海量配电终端设备的即插即用免维护。
3输配电设备物联网建设发展趋势
电力泛在物联网的建设是互联网经济、数字经济与电力行业的一次结合，这必将给整个电网的运行管理、应用模式和技术应用带来革命性的变化。
3.1运行管理
泛在电力物联网的建设旨在让电网的数据成为一种可增值的资源，通过对这些数据资源的利用来提高电网的安全、设备能效，从而降低运维成本。这些数据的获取成本包括数据获取、传输、存储、维护、计算等全链条的开支，在泛在电力物联网的建设中，需对数据获取成本进行经济学定义，以实现企业的精细化管理，后期还可通过经济市场的方式带动低成本感知技术的发展。同时，泛在电力物联网的建设使得设备从投运到退运整个过程的状态信息都能全面感知，传统的设备巡视和运维手段都将被电力物联网所取代，因此大量的设备运维岗位会被技术所取代，从而实现设备运维的少人化或无人化。
3.2应用模式
电力设备运行数据是行业相关各方信息的集中体现，围绕着电力运行数据可衍生出多种应用模式，尤其是电网对外部企业的应用模式，详细如下：1）设备供应商关系。电网公司的缺陷/故障相关的运行数据是设备质量重要的信息反馈，设备制造厂家可向电网公司购买自身或同类产品的运行数据以实现自身产品质量的提升、商业竞争等应用。同时上述产品的运行情况、供应商履约情况是评价设备供应商能力的重要依据。2）行业分析。每年电网企业的场站设计规模、设备招投标规模，以及不同地域的工商业用电特性都集中反映了电力行业或某特定区域的经济形式，针对上述数据脱敏后形成的行业分析报告可供政府、投资机构和设备制造企业来调整其生产经营行为，以便更加准确地判断行业形势。3）科研院所及创业者关系。由于电力设备多场作用的复杂工况导致其故障机理复杂，单纯的理论模型现场应用效果欠佳，泛在电力物联网建设后，电网企业可提供设备全面的感知数据，故障案例库将更加丰富，如何根据电网企业的故障/缺陷案例开发出基于模型+数据驱动的故障诊断算法模型，将会是科研院所和电网企业共同承担的主要工作。从商业模式上看，泛在电力物联网建设已经将感知设备和高级应用解耦，业内企业不需要同时具备硬件和软件能力，尤其是初创公司，完全可以根据个人的专业知识，利用物联网云后台提供的数据开发出实用的故障诊断算法模块，并通过APP的应用获取相应的回报。电网企业数据云平台的建设必将带动数以万计的APP开发公司专注电网数据的应用，从而带动整个生态的发展。
结束语
通过泛在电力物联网的建设实现万物互联，降低数据获取的边际成本，进一步开发数据的价值形成完整的能源生态体系，是新形势下电网企业转型为优秀能源企业的有效手段。泛在电力物联网的建设可分为基础建设和数据应用2步：第一步实现“万物互联、数据可用”；第二步，随着应用场景的不断开发和实践，形成相对固定的应用模式，最终固化成业内的应用标准。数据应用必将是不断更新的过程，在深入理解电力行业数据特征的基础上，挖掘电力数据的价值将会是万物互联时代科技、产业创新的主战场。
参考文献
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