【关键词】IoT；智能配电台区；精准负荷控制

引言

随着用户用电负荷的逐步攀升，加之分布式电源接入数量的不断增多，配电台区的运行状况变得愈发复杂。传统配电台区负荷管理技术在实现精准化负荷控制方面存在局限性，导致台区供电可靠性降低、电能质量恶化等问题愈发凸显。为提高配电台区运行管理水平，需要对配电台区的运行进行优化调控[1]，而IoT技术的兴起与发展为新型配电台区的负荷管理提供了全新的解决方案。借助于IoT技术的实时监控、数据采集功能，可以实现对用电负荷的精准控制，使配电台区的运行更加安全可靠[2]。

一、IoT与智能配电台区概述

（一）IoT概念

IoT是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。在智能配电台区中，利用IoT技术，把各种电力设备、计量器具等相连，实现数据的实时传输与共享。

（二）智能配电台区概念

智能配电台区指通过应用先进的传感器、通信、自动控制等技术，对配电变压器及以下的设备与用户进行实时的监测、分析、控制的一种配电系统。该系统可以实现数据采集、故障诊断、负荷控制等功能，提升配电台区供电可靠性、供电优质化水平。

二、传统配电台区负荷控制存在的问题

（一）数据采集不全面

传统配电台区的负荷控制通常依赖于安装数量有限的计量装置，导致采集的数据点稀少，难以准确掌握配电台区的实际负荷状况。这种情况下，所获取的控制数据较为模糊，使得负荷控制决策缺乏充分的负荷信息支撑，进而容易出现负荷控制不准确的问题。

（二）控制方式单一

传统的负荷控制系统主要采用定时刻控制或者固定阈值控制的方法，缺少可调节性和灵活性，不能根据负荷的动态变化情况和电网的当前状态来进行控制，易引发浪费和供电不足的状况。

（三）缺乏实时通信

老式配电台区各个设备之间的通信能力较弱，无法达到实时、互换共享数据的状态，导致负荷控制指令传达以及执行效果迟缓，不利于控制时间的有效性。

三、IoT技术在智能配电台区中的应用

（一）数据采集

数据采集是智能配电台区开展精准负荷控制的前提。通过对配电台区内各种传感器（电流传感器、电压传感器、温度传感器、功率传感器等）实时采集到的数据，包括电压、电流、功率等信息[3]，来判断各种设备的运行状态以及用户用电状况。

电流传感器实时监测电力设备的电流大小，来判断设备的电流状态是否过负荷。例如在变压器进线侧和出线侧布置电流传感器，根据监测的电流大小实时掌握变压器的带电负荷，指导变压器合理带电运行。电压传感器用于电力系统的电压变化监测，当监测到的电压数据异常变化时发布预警，保证电力设备安全工作。在电力设备的运转过程中不可避免地会产生一定的热量，如果温度过高可能会影响到设备性能甚至导致设备故障。例如在开关柜中安装温度传感器，监测开关柜内部温度的变化，当温度出现超负荷工作时，可及时采取降温和检修等措施进行降温处理。功率传感器主要用于电力设备功率监测，进行负荷分析和预测提供数据。对不同时期不同设备的功率进行数据分析，掌握用户的用电习惯、用户的负荷变化规律等，为负荷控制策略制定提供依据。对于采集的各种设备参数通过IoT网络上传到数据中心。IoT网络可以选用ZigBee、WiFi、蓝牙、远距离无线电（Long Range Radio，LoRa）等多种通信技术保障数据传输的可靠性，数据中心作为数据汇总处理中心，为负荷控制提供了大量的数据支撑。

（二）数据传输

IoT具备多样化的数据传输手段，例如无线通信、有线通信等。智能配电台区的通信方式亦需依据具体情境进行选择，以确保数据传输的实时性和准确性。无线通信方式一般具有传输速度较快、稳定性的优势，但是对于一些距离较近的设备而言，可以选择有线通信方式。一般的有线通信方式主要有以太网、RS485等。以太网的传输速度快，适用于大量的数据传输，比如数据中心到重要的电力设备，需要使用以太网进行通讯。