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物联网技术在智能配电网自动化系统设计中的优势分析

徐琦琦

榆林市伯芽人力资源管理有限公司,陕西省榆林市 719000

摘要:
关键词: 物联网;配电自动化;故障诊断;智能优化
DOI:10.12428/zgjz2025.09.241
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1.引言

近年来,我国经济社会快速发展推动电力需求攀升,供需矛盾加剧,电网进入大规模建设阶段,大量新增负荷接入使运行挑战加大。配电网作为电网末端关键组成,其供电质量对整体电网安全稳定至关重要。

一、物联网技术在智能配电网中的应用概况

 1.1 物联网技术概述

物联网是基于互联网、移动通信网等网络技术,连接各类物体并实现信息交换的网络系统,具有物物相连、双向通信、动态识别等特点。它是支撑智能配电网自动化系统设计的重要手段,在智能配电网中通过传感器实时获取运行状态信息,经传输平台传至云平台处理,实现实时监测、故障快速诊断与主动维护,目前主要应用于配电网状态监测、故障诊断和主动维护,对提升运行可靠性与经济性意义重大。物联网技术的核心在于实现物理世界与信息世界的深度融合,通过智能感知、可靠传输和智能处理等技术手段,构建一个覆盖广泛、响应迅速、决策智能的现代化网络体系。这种技术体系为实现配电网的智能化升级提供了坚实的技术基础,使得电网运行管理从传统的人工模式向自动化、智能化方向转变。物联网借助各类传感器、射频识别装置、红外感应器等设备,按约定的协议将物品与网络相连,进行信息交互,实现智能识别、定位、跟踪及管理,其体系结构通常包括感知层、网络层、平台层和应用层,各层之间协同工作,共同实现物联网系统的功能[1]。在智能配电网中,物联网技术的应用不仅提高了数据的实时性和准确性,还显著增强了系统的响应速度和处理能力。

 1.2 智能配电网概念及特点

智能配电网具有四大特点:一是经济性,建设需大量资金,且依赖较高技术与管理水平;二是可靠性,需配备相应设备,供电质量直接影响电网安全稳定运行,也是电力系统安全稳定的关键;三是灵活性,建设需具备灵活性以保障供电可靠性;四是复杂性,建设还具有系统性、动态性,需综合考虑各方面特性与要求进行全面规划。智能配电网作为现代电力系统的重要组成部分,其建设和发展不仅关系到电力行业本身的进步,更直接影响国民经济的发展和人民群众的生活质量。因此,在推进智能配电网建设过程中,需要统筹考虑技术可行性、经济合理性以及社会效益等多方面因素,确保电网建设既符合当前需求,又具备适应未来发展的能力。智能配电网借助先进的信息技术、通信技术和控制技术,实现配电系统的智能化管理与运营,其核心目标在于提高供电可靠性、优化能源分配、降低运行成本并支持可再生能源的大规模接入[2]。随着电力系统规模的不断扩大和用电需求的日益增长,智能配电网的建设已成为电力行业发展的必然趋势。

1.3 物联网技术在智能配电网中的应用现状

我国多数地区智能配电网尚处发展阶段,大量配电网故障对电网安全稳定运行构成威胁。物联网技术可有效解决这些问题,目前主要应用于状态监测、故障诊断和主动维护,凭借高效性、准确性、实时性的特点,应用前景广阔。同时,它能将传统配电网与互联网结合,实现对传统配电网运行状态的实时监测,为智能配电网提供实时准确数据,提升运行可靠性。从实际应用情况来看,物联网技术已经在配电变压器监测、线路状态检测、用电信息采集等多个具体领域取得了显著成效[3]。随着技术的不断成熟和应用的深入,物联网在智能配电网中的应用范围还将进一步扩大,应用效果也将更加突出。目前,物联网技术在智能配电网中的应用仍面临一些挑战,如设备兼容性、数据安全性、通信协议标准化等问题,这些都需要在未来的研究和实践中加以解决。尽管如此,物联网技术的引入无疑为智能配电网的发展注入了新的活力,推动了配电系统向更加智能、高效、可靠的方向迈进[4]

二、智能配电网自动化系统设计

2.1 智能配电网自动化系统架构

该系统由变电站自动化、配电网监控、通信网络等部分组成,核心功能包括故障隔离、电能计量、通信数据管理、实时监测与主动维护,可实时监测配电网运行状态,并依据监测结果快速诊断、处理故障,保障智能配电网安全稳定运行。当前我国多数地区智能配电网发展不成熟,配网故障频发,需提升系统设计水平,而物联网技术能有效解决故障诊断与主动维护问题。在系统架构设计方面,需要充分考虑各级子系统之间的协调配合,确保数据流的畅通无阻,同时要注重系统的可扩展性和兼容性,为未来的技术升级和功能扩展预留空间。此外,还需要重视系统的可靠性和安全性设计,采取必要的防护措施,确保电网运行数据的安全性和完整性[5]。智能配电网自动化系统通常采用分层分布式结构,包括现场设备层、通信层、数据管理层和应用层,各层之间通过标准接口协议实现数据交互与功能协同,从而构建一个集成化、智能化的配电管理系统。

2.2 智能配电网自动化系统功能模块

系统主要功能模块涵盖配电网信息采集、处理、管理及监控管理模块,具备通信管理、运行状态监测、故障诊断、电能计量、数据采集、自动控制等实用功能。目前我国该系统多以设备为核心,存在局限性,随着物联网技术发展,系统功能将逐步扩展,新增设备监控等功能,大幅提升实用性与可靠性。在功能模块的设计过程中,需要充分考虑实际应用需求,确保各个模块既能独立运行,又能协同工作。特别是在数据处理和分析方面,要充分利用物联网技术带来的大数据优势,开发智能分析算法,提升系统的智能化水平[6]。同时,还要注重人机交互界面的设计,使操作人员能够直观、便捷地掌握电网运行状态,及时做出决策。此外,系统还应具备良好的兼容性和可扩展性,以适应不同规模、不同结构的配电网应用需求,为智能配电网的长期发展提供技术支持。

2.3 物联网技术在智能配电网自动化系统设计中的作用

一是数据采集,实时监测配电网运行状态,为故障诊断与主动维护提供数据支撑;二是数据传输,通过通信网络将运行状态信息传至云平台处理,实现对传统配电网的实时监测;三是智能控制,借助智能控制模块调控配电网,提升运行可靠性与灵活性;四是主动维护,实时监测配电网络运行状态,依据监测结果快速诊断、处理故障,提高智能配电网运行可靠性[7]。物联网技术的应用使得配电网自动化系统实现了从被动应对到主动预防的转变,大大提升了电网运行的智能化水平。通过部署各类智能传感器和监测设备,系统可以实时采集电网运行数据,并利用先进的数据分析技术,实现对电网运行状态的精准评估和预测,为电网调度和运维管理提供科学依据。此外,物联网技术还支持远程控制和自动化操作,减少人工干预,降低运行成本,提高系统的整体效率和可靠性。

三、物联网技术在智能配电网故障诊断中的优势分析

3.1 智能配电网故障诊断的重要性

智能配电网故障诊断是在配电网发生故障时,依据故障原因与相关信息,及时分析、隔离故障区域并恢复供电。由于智能配电网自动化系统具有实时性、可靠性特点,需借助物联网技术实现故障诊断。物联网技术在智能配电网中的应用涉及数据采集、故障诊断和主动维护,实用性与可靠性强,且具备高精度、高速率特点,可大幅提升智能配电网运行可靠性与稳定性。及时准确的故障诊断不仅能够缩短停电时间,提高供电可靠性,还能有效防止故障扩大,减少设备损坏和经济损失。因此,故障诊断能力的提升对智能配电网的安全稳定运行具有至关重要的意义[8]。随着配电网结构的日益复杂和负荷需求的不断增长,故障诊断的难度也随之增加,传统方法难以满足现代配电网的需求,而物联网技术的应用为故障诊断提供了新的解决方案。

3.2 物联网技术在智能配电网故障诊断中的优势

物联网技术通过各类传感器实时获取配电网运行状态信息,经网络技术传至云平台处理,实现实时监测;借助智能控制模块调控配电网,提升运行可靠性与灵活性;其高精度、高速率特点能提高故障诊断的准确性与及时性;同时具备强适应性与兼容性,可结合传统配电网与互联网,实现传统配电网改造升级,提升智能配电网运行可靠性与安全性,优势显著[9]。与传统诊断方法相比,物联网技术支持下的故障诊断系统具有更快的响应速度、更高的诊断精度和更强的适应能力。通过部署大量的智能传感器,系统可以获取更全面的运行数据,利用大数据分析和人工智能算法,实现对故障的精准定位和快速处理[3]。此外,物联网技术还支持多源数据融合和协同分析,进一步提高故障诊断的准确性和可靠性,为配电网的安全稳定运行提供有力保障。

 四、物联网技术在智能配电网智能优化中的优势分析

4.1 智能配电网智能优化的意义

智能配电网智能优化是依据配电网运行现状,利用物联网技术实现优化目标,主要分为三类:一是实时监测配电网运行状况并据此优化;二是提升配电网运行可靠性与灵活性,保障电力系统安全稳定;三是提高智能配电网运行效率,增强电力系统综合效益。物联网技术可有效解决各类配电网问题,实现智能配电网全面优化。通过智能优化,不仅可以提高电网运行的经济性和可靠性,还能更好地适应新能源接入和负荷变化带来的挑战,为电力系统的可持续发展提供有力支撑[2]。随着能源结构的调整和环保要求的提高,智能配电网的优化显得尤为重要,它关系到整个电力系统的运行效率和社会经济效益。

4.2 物联网技术在智能配电网智能优化中的优势

应用物联网技术能有效解决智能配电网运行中的问题,提升运行可靠性与安全性;还可结合传统配电网与互联网,提高智能配电网运行效率与综合效益,保障整个电力系统安全、稳定、可靠,既能解决各类配电问题,又能提升电力系统综合效益。物联网技术为配电网优化提供了全方位的数据支撑和先进的技术手段,使得优化决策更加科学、精准。通过实时采集和分析电网运行数据,系统可以及时发现运行中的问题,并自动调整运行方式,实现电网运行的最优化[5]。同时,物联网技术还支持分布式        

能源的接入和管理,为智能配电网的绿色发展创造了条件。此外,物联网技术还具有很强的扩展性和适应性,可以根据实际需求灵活调整优化策略,满足不同地区、不同阶段的配电网发展需求。

结语

在智能配电网自动化系统中应用物联网技术,可有效提升智能配电网运行可靠性与安全性,增强电力系统综合效益;还能结合传统配电网与互联网,实现传统配电网改造升级。综上,物联网技术在智能配电网自动化系统设计中优势明显,应加强其应用,推动我国智能配电网自动化系统发展。物联网技术的应用不仅提高了配电网的智能化水平,也为电力行业的转型升级提供了新的机遇。通过物联网技术与配电网的深度融合,可以实现电网运行状态的实时感知、智能分析和优化控制,为建设安全、可靠、高效、绿色的现代配电网体系奠定坚实基础。从实际应用效果来看,物联网技术在故障诊断、状态监测、智能优化等方面均表现出显著优势,为智能配电网的发展提供了强有力的技术支撑。

参考文献

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[2]蔡雯婷.基于物联网的配电网自动化监控系统设计与实现[J].信息与电脑(理论版),2024,36(17):114-116.

[3]周远科,戚振彪,赵平珂,等.基于5G和物联网技术的配电网自动化可靠性提升[J].环境技术,2024,42(11):62-68.

[4]万小燕,庞皓文.物联网技术在配电自动化领域的应用研究[J].电工技术,2024,(S1):99-101 

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[6] 李宜才.物联网技术在配电网运维管理中的应用及研究[J].南方农机,2020,51(16):162-163.

[7]盛鹏飞.浅析物联网技术在10kV配电网中的应用[J].通讯世界,2019,26(11):256-257.

[8]姜超.物联网技术在配电网在线故障定位系统中的应用研究[D].华北电力大学,2013.

[9]陈淑武.浅析配电自动化综合无线通信方案设计技术[J].中国新通信,2018,20(03):24-25.

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