在當(dāng)今能源革命和數(shù)字革命深度融合的背景下，國(guó)家電網(wǎng)作為全球最大的公用事業(yè)企業(yè)，正積極擁抱新技術(shù)，推動(dòng)電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。其中，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)在低壓配電網(wǎng)中的應(yīng)用，正成為提升電網(wǎng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性和服務(wù)品質(zhì)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。低壓配電網(wǎng)作為連接電網(wǎng)與億萬(wàn)用戶(hù)的“最后一公里”，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到供電質(zhì)量與用戶(hù)體驗(yàn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度賦能，正在重塑這一末端網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)與服務(wù)模式。
一、 低壓配電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的核心架構(gòu)
國(guó)家電網(wǎng)在低壓配電網(wǎng)中構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)體系，通常遵循“感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層”的四層架構(gòu)。
- 感知層：在配電變壓器、低壓線(xiàn)路、分支箱、智能電表乃至用戶(hù)側(cè)設(shè)備上，廣泛部署各類(lèi)智能傳感器和監(jiān)測(cè)終端。這些“神經(jīng)末梢”實(shí)時(shí)采集電壓、電流、溫度、負(fù)荷、設(shè)備狀態(tài)、停電事件等海量數(shù)據(jù)。
- 網(wǎng)絡(luò)層：綜合利用電力線(xiàn)載波（HPLC）、無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)（4G/5G）、無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)（如LoRa、微功率無(wú)線(xiàn)）以及光纖等通信技術(shù)，構(gòu)建高可靠、廣覆蓋、低時(shí)延的融合通信網(wǎng)絡(luò)，確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定、安全地傳輸至云端或邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)。
- 平臺(tái)層：基于國(guó)家電網(wǎng)統(tǒng)一的“云平臺(tái)”或物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)，對(duì)匯聚的海量異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、存儲(chǔ)、管理與分析。平臺(tái)提供設(shè)備管理、數(shù)據(jù)治理、邊緣計(jì)算協(xié)同、API開(kāi)放等核心能力，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的“智慧大腦”。
- 應(yīng)用層：基于平臺(tái)的數(shù)據(jù)與分析能力，開(kāi)發(fā)面向不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景的智能化應(yīng)用服務(wù)，直接為電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理和客戶(hù)服務(wù)提供支撐。
二、 物聯(lián)網(wǎng)賦能的低壓配電網(wǎng)智能化應(yīng)用服務(wù)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的滲透，催生了一系列變革性的應(yīng)用服務(wù)，顯著提升了低壓配電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)效率與服務(wù)水平。
1. 精益化運(yùn)維與狀態(tài)檢修服務(wù)
傳統(tǒng)定期檢修和故障后搶修的模式正在被預(yù)測(cè)性維護(hù)所取代。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行7x24小時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析模型，可以精準(zhǔn)評(píng)估設(shè)備健康度，預(yù)測(cè)潛在故障（如接頭過(guò)熱、絕緣老化）。運(yùn)維人員能夠提前干預(yù)，制定精準(zhǔn)檢修計(jì)劃，變“被動(dòng)搶修”為“主動(dòng)運(yùn)維”，極大減少了非計(jì)劃停電，提高了供電可靠性。
2. 智能化故障研判與快速?gòu)?fù)電服務(wù)
當(dāng)發(fā)生停電時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)“秒級(jí)”感知。智能電表和監(jiān)測(cè)終端可自動(dòng)上報(bào)停電事件及最后一刻的電氣數(shù)據(jù)，結(jié)合拓?fù)潢P(guān)系分析，系統(tǒng)能在幾分鐘內(nèi)自動(dòng)精準(zhǔn)定位故障點(diǎn)（如某條支線(xiàn)、某個(gè)表箱），并生成故障研判報(bào)告。系統(tǒng)可自動(dòng)向搶修人員派發(fā)工單，提供最優(yōu)路徑導(dǎo)航，并可通過(guò)短信、APP等方式向受影響用戶(hù)發(fā)送停電通知和預(yù)計(jì)復(fù)電時(shí)間，實(shí)現(xiàn)故障處理的全程可視化與高效化，大幅提升客戶(hù)滿(mǎn)意度。
3. 三相不平衡與電能質(zhì)量綜合治理服務(wù)
低壓臺(tái)區(qū)常因負(fù)荷分布不均導(dǎo)致三相不平衡，引起線(xiàn)損增加、設(shè)備過(guò)載等問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)各相負(fù)荷數(shù)據(jù)，通過(guò)智能算法分析，可自動(dòng)控制智能換相開(kāi)關(guān)或柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)設(shè)備，動(dòng)態(tài)調(diào)整負(fù)荷分配，實(shí)現(xiàn)三相自動(dòng)平衡。對(duì)電壓波動(dòng)、諧波等電能質(zhì)量問(wèn)題也能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，輔助采取治理措施，保障用戶(hù)端優(yōu)質(zhì)供電。
4. 線(xiàn)損精準(zhǔn)分析與反竊電服務(wù)
依托高速電力線(xiàn)載波（HPLC）等通信技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)電能表數(shù)據(jù)的分鐘級(jí)甚至秒級(jí)采集。通過(guò)對(duì)比變壓器出口總電量與所有用戶(hù)分電量，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、精準(zhǔn)計(jì)算臺(tái)區(qū)線(xiàn)損。一旦發(fā)現(xiàn)異常高損，系統(tǒng)可結(jié)合電流、電壓曲線(xiàn)比對(duì)等高級(jí)分析，快速定位疑似竊電戶(hù)或計(jì)量故障點(diǎn)，為稽查工作提供精準(zhǔn)線(xiàn)索，有效減少經(jīng)濟(jì)損失。
5. 分布式能源友好接入與互動(dòng)服務(wù)
隨著光伏、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)等分布式能源在低壓側(cè)大量接入，電網(wǎng)運(yùn)行復(fù)雜性增加。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)分布式設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與功率精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。通過(guò)協(xié)調(diào)控制，可以平抑其對(duì)配電網(wǎng)的沖擊，優(yōu)化潮流分布。結(jié)合需求響應(yīng)機(jī)制，物聯(lián)網(wǎng)可引導(dǎo)海量可調(diào)節(jié)負(fù)荷（如智能空調(diào)、電動(dòng)汽車(chē)充電樁）參與電網(wǎng)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，提升電網(wǎng)整體利用效率和新能源消納能力。
6. 面向客戶(hù)的增值與互動(dòng)服務(wù)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打通了電網(wǎng)與用戶(hù)之間的數(shù)據(jù)通道。通過(guò)手機(jī)APP或網(wǎng)上國(guó)網(wǎng)，用戶(hù)不僅可以查詢(xún)?nèi)铡⒃隆⒛甑木?xì)化用電數(shù)據(jù)，獲得用能分析報(bào)告和節(jié)能建議，還可以享受智能繳費(fèi)、故障報(bào)修進(jìn)度查詢(xún)、電子賬單訂閱等便捷服務(wù)。對(duì)于安裝分布式光伏的用戶(hù)，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可提供發(fā)電量、收益的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與展示。
三、 挑戰(zhàn)與展望
盡管應(yīng)用成效顯著，低壓配電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的深化應(yīng)用仍面臨終端海量接入帶來(lái)的管理復(fù)雜度、數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)、不同廠(chǎng)商設(shè)備互聯(lián)互通、以及長(zhǎng)期投資與效益平衡等挑戰(zhàn)。隨著5G、人工智能、邊緣計(jì)算等技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步融合，國(guó)家電網(wǎng)的低壓配電網(wǎng)將向更加自治、自適應(yīng)、自愈的智能局域電網(wǎng)方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)也將從“狀態(tài)感知”走向“智能決策”與“協(xié)同控制”，最終構(gòu)建成一個(gè)廣泛互聯(lián)、智能互動(dòng)、靈活柔性、安全可控的現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)，為全社會(huì)提供更安全、更優(yōu)質(zhì)、更綠色、更高效的電力服務(wù)。
