隨著能源互聯網的深入推進與用戶側電力需求的日益復雜化,國網北京公司作為首都電網的運營者,正積極引領低壓配電網自動化技術的革新。其核心發展方向緊密圍繞網絡技術的深度開發與應用,旨在構建更智能、更可靠、更高效的城市配電網。
一、 核心方向:深度融合新型網絡技術
當前,低壓配電網自動化正從傳統的“三遙”(遙測、遙信、遙控)向全面感知、智能決策和協同控制的“智慧神經末梢”演進。網絡技術是這一演進的關鍵使能器。
- 高速可靠通信網絡是基石:未來的發展方向是構建“有線+無線”融合的異構通信網絡。有線方面,持續優化電力光纖到戶(PFTTH)與電力線載波(HPLC)技術,提升帶寬與可靠性。無線方面,重點推進5G切片技術、低功耗廣域網(如NB-IoT、LoRa)在配電房、臺區、智能電表及分布式能源接入點的規?;瘧?,實現海量終端設備低成本、低時延、高并發的可靠接入,為實時數據采集與快速控制指令下達提供通道。
- 物聯網(IoT)與邊緣計算(Edge Computing)深度融合:在配電變壓器、分支箱、智能開關等設備端廣泛部署智能傳感與邊緣計算單元。通過網絡技術將計算能力下沉至網絡邊緣,實現對臺區運行狀態(電壓、電流、諧波、溫度)、負荷特性、故障信號的本地化實時分析與初步決策(如無功補償調節、故障區段快速隔離),大幅降低對主站系統的依賴和上行數據流量,提升響應速度與系統自治能力。
- 軟件定義網絡(SDN)與網絡虛擬化(NFV)引入:借鑒信息通信領域先進理念,探索在配電網通信網絡中應用SDN/NFV技術。通過軟件集中控制網絡資源,實現通信網絡的靈活配置、動態調度和高效管理,滿足不同自動化業務(如精準負荷控制、分布式電源調度、視頻監控)對網絡帶寬、時延和可靠性的差異化需求,提升網絡整體利用率和彈性。
二、 關鍵技術開發路徑
- “云管邊端”協同架構開發:構建以云平臺為大腦、通信網絡為脈絡、邊緣設備為觸手、終端設備為末梢的協同技術體系。云端進行大數據分析、高級應用(如拓撲識別、線損分析、負荷預測)和全局優化;邊緣側進行實時處理與快速控制;端側實現精準感知與執行。網絡技術需保障各層級間數據與指令的高效、安全交互。
- 網絡安全與數據安全技術強化:隨著網絡開放性和設備接入數量的激增,網絡安全成為生命線。技術開發需深度融合主動免疫、可信計算、入侵檢測、加密傳輸等安全技術,建立貫穿終端、網絡、平臺、應用的縱深防御體系。加強配電網數據(特別是用戶側數據)的分類分級保護與隱私計算技術應用,確保數據在流動與使用中的安全合規。
- 人工智能與數字孿生賦能:利用高速網絡匯聚的全景數據,開發基于人工智能的算法模型,用于故障預測、健康診斷、供電質量評估與優化運行。構建低壓配電網的數字孿生系統,通過網絡實時同步物理電網狀態,在虛擬空間進行模擬、推演與決策優化,實現電網的精準映射與超前控制。
- 面向新型業務的協議與接口標準化:針對電動汽車充電樁、分布式光伏、用戶側儲能、虛擬電廠等大量新型要素的接入,需開發或適配統一的通信協議(如MQTT、CoAP等物聯網協議)與數據模型(如IEC 61850、CIM的延伸應用),確保海量異構設備能夠通過標準化的網絡接口無縫接入自動化系統,實現即插即用與互操作。
三、 展望與價值
對國網北京公司而言,聚焦網絡技術的低壓配電網自動化開發,其終極目標是建成“全面感知、彈性可靠、智能互動、開放共享”的現代化智慧配電網。這將直接帶來供電可靠性的顯著提升(如實現故障分鐘級自愈),線損管理的精細化,新能源的高比例友好消納,以及面向用戶的個性化、互動化服務能力增強(如需求側響應、能效管理),有力支撐首都能源轉型與城市高質量發展。技術開發之路需持續迭代,并與配電網架優化、設備升級、管理變革協同推進,方能釋放最大效能。