网络拓扑

采用远程核容的技术难点主要是安全性。 直流电源远程监控和维护都需要通过网络传输数据和指令，因此网络的安全技术时必须解决的问题，网络拓扑结构设计直接影响到网络的安全性。远程终端、数据中心服务器和外网及内部其他业务网络需进行必要的隔离，避免网络信息外泄和遭到攻击；要选取安全性高的操作系统及硬件平台：要加强登录过程的认证及授权；要考虑应用系统的安全，通过专业安全工具发现。

本书围绕电力无线传感网技术创新应用，聚焦于低功耗无线传感网在发电、输电、变电、配电、用电等电力行业领域的应用，具体包括电力发电厂监测区域的事故预警、环境状态判断、劣化趋势分析，输电线路的电力巡检和运维管理，变电站内电力设备的运行状态、环境状态等在线监测，配电领域储能和配电自动化业务的监控和故障定位系统，用电采集和精准负荷控制业务的监测和分析管理等。介绍了无线传感网及其产业发展现状，概述了无线传感网主流技术，总结提炼了电力无线传感网在电力领域的应用情况，分析研究了电力无线传感网的应用价值和挑战，探讨提出了电力无线传感网技术应用发展趋势及建议。 无线传感网是大量的静止或移动的传感器节点以自组织和多跳的方式构成的无线网络，可以感知、采集和处理信息，并将获得的详尽信息发送给需要的用户。 “十四五”期间，国家电网有限公司服务新型电力系统构建需求，将“全力推进电力物联网高质量发展”作为重点工作任务之一，其中的各项工作部署均离不开无线传感网的支撑。无线传感器网中众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等。潜在的应用领域可以归纳为军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。新型电力系统的一些重要的、需要被监控的设备上可以安装传感器，实时监控设备的运行状况。采用无线传感网络技术，将监测到的重要参数上传到集中处理平台，智能电力系统可以根据参数的变化，及时发现设备故障等，主动预防可能发生的各种事故。 与传统有线网络相比，无线传感网络具有很明显的优势，主要有：低能耗、低成本、通用性、网络拓扑、安全、实时性、以数据为中心等。无线传感网给电力行业带来应用价值的同时，也面临着极大的挑战。通用无线传感网技术无法满足某些特定的业务需求，变电站、输电线路等某些复杂的电力现场环境对于功耗控制、传输距离、组网灵活性等方面有特定需求，需要结合电力物联网的业务需求和应用场景来实现功耗和连接性能的协同优化；在终端接入和数据传输方面，设备和数据量均呈爆发式增长，海量数据给电力物联网带来了资源和数据传输带宽的压力；传感节点大多布置在户外环境中，恶劣环境和网络攻击均影响传感节点的运行和信息传递，因此，提升终端接入安全和抗干扰能力是保证电力物联网健康发展的重要基础；传感器小型化、无源化技术有待突破，利用电网沿线的磁场、电场、振动及温差等外部条件，实现微源取能是关键难点。为此，电力企业需要弥补现有的不足和短板，结合电力行业发展战略，研究低功耗无线传感网的网络与安全连接技术，全方位地提高感知数据的颗粒度、广度和维度，并持续积极探索基于人工智能的知识赋能、５G通信技术、基于边缘计算的技术、数据开发服务技术等方面融合发展。 联系人：陈姗姗 手 机：13261508443 邮 箱：chenshanshan@eptc.org.cn

为解决配电网智能分布式馈线自动化系统现有光纤通信方案存在建设成本高、运维困难及可拓展性差等难题，文章利用5G LAN全互联二层通信高可靠低时延网络技术，提出基于5G LAN技术的配电网智能分布式馈线自动化系统快速对等通信和组网实用化方案。文章围绕5G LAN适配应用、网络拓扑、业务通信指标等几个关键方面进行分析，开展实网试验验证，验证结果表明5G LAN通信技术满足智能分布式馈线自动化系统应用要求，可以快速、精确地切除故障，实现故障自愈，对提高配电自动化系统的智能化数字化运行水平和供电的可靠性有较高的实践应用价值。

微能源网集成园区/社区的分布式能量系统、多元荷载及控制装置，能够实现多能源联产联供功能，有利于提升各类能源网络运行灵活性和经济性。为有效应对微能源网内部负荷和新能源出力的不确定性，首先建立多面体不确定集刻画负荷和光伏出力波动情况，构建描述微能源网网络拓扑和能流耦合关系的能源集线器(energy hub,EH)耦合矩阵。然后，以最小化系统运行成本为目标建立微能源网在并网和孤岛运行模式下的两阶段鲁棒优化经济调度模型，并运用线性决策规则(linear decision rule，LDR)和对偶理论制定模型求解策略。最后，基于IEEE 33节点配电网改进设计的微能源网进行算例验证分析。结果表明，LDR能够在一定精度范围内通过线性仿射函数有效近似刻画决策变量和不确定变量间的关系，降低两阶段鲁棒优化经济调度模型的求解难度。

“双碳”背景下，异质能源的耦合加剧迫使综合能源系统(integrated energy system, IES)拓扑朝着更复杂、更灵活的方向不断演变。然而，现有优化调度方法对非欧网络拓扑知识及其异质潮流约束考虑不足。针对这一问题，提出一种基于图强化学习的综合能源系统优化调度方法。首先，基于图理论在保证节点多样状态的情况下，将异质能源网络拓扑转换为网络图模型。其次，通过建立基于真实图映射的状态-动作-奖励的框架，利用图强化学习的方法学习图模型的非欧拓扑信息，将异质潮流知识加入系统节点运行状态，从而实现IES的安全优化调度。最后，利用某工业园区的真实数据进行仿真验证，所提方法相对于传统方法有效缓解了节点电压越限的问题。结果表明，所提方法能够在考虑IES真实拓扑运行状态信息和异质潮流安全的情况下实现IES的优化调度。

随着分布式电源和电动汽车等灵活性电力资源大量接入配电网，对系统安全可靠性提出了更高要求。提出一种考虑分布式电源和电动汽车集群调度的配电网络重构方法，以提高系统可靠性和经济性。在考虑电压偏差的基础上，以故障停电损失成本作为衡量电网可靠性的经济性指标，对网络拓扑结构进行重新构建。首先以线路的开关状态、电动汽车充、放电状态及功率为决策变量，建立以综合成本最小为目标的配电网络重构模型；然后针对配电网络重构模型，采用共生生物搜索算法进行模型求解；最后，通过仿真算例验证了所提方法的有效性。

针对直流输电对跨省潮流模型的影响，提出了一种考虑特高压直流输电影响的省间电力现货市场（以下简称“省间市场”）协调交易方法。将省间市场展开过程拆分为省内代理报价曲线模型和省间市场协调交易模型，采用交-直流解耦的方法进行省间及省内的潮流计算。省内代理报价曲线模型以省内机组发电量/负荷需求为决策变量，通过区域等效模型得到省内机组/负荷参与省间市场的代理报价曲线。省间市场协调交易模型以省间市场交易值为决策变量实现省间市场出清，通过ADMM（交替方向乘子法）实现协调交易的分布式转化，避免交易过程中泄露省内机组信息和网络拓扑信息。算例表明，该方法实现了省间市场综合收益最大化，保障了信息隐私安全。

本部分提出了应用于低压配电物联网本地通信系统的网络拓扑、基本功能、本地通信单元分类及网络安全等要求。 本部分适用于低压配电物联网本地通信系统及通信单元等相关设备的制造、验收和使用。

网络化下令系统的开发，吉林供电公司编制完成涵盖功能、安全、界面等验收内容的《吉林配网调度网络交互指挥系统验收细则》，为系统的推广提供了可行的验收办法。同时，《国网吉林供电公司配网调度倒闸操作网络化下令管理办法》的编制，确保了检修操作的安全性。网络化下令系统的建设，将周计划管理、定值核对、异动管理等分散的业务进行了流程重建和规范，使之更适合配网运行管理的需要。特别是线上周计划管理，提高了周计划平衡的效率，线上校核提高了计划可执行率，避免了重复停电现象的发生。网络化下令系统的开发应与应用，从根本上改变了传统电话调度模式与现有配网发展需求不匹配的问题，使得配网调度向人工智能迈出了坚实的一步。并且通过配网主动抢修技术支撑体系建设，吉林公司将原有的“客户报修—坐席派单—现场巡线—调度开票—缺陷处理”的配网故障处理流程优化为“故障研判—自动派单—智能开票—缺陷处理”，其中原有的 5 个人工环节精简为 2 个自动环节、1 个辅助决策环节和 1 个人工环节，大幅压缩了故障处理时间，将人员从具体事务中解放，使他们有更多时间关注管理及安全，有更多时间进行自身业务能力提升，形成了人员能力提升、配网整体管理水平提高的良性循环。在原有多源数据分析平台以“线—变”关系实现主动工单的基础上，以网络拓扑形式进行故障研判，预期将使故障研判准确率提升 35%以上。网络化下令系统单、双轨试运行期间，共处理停电检修 141 项，完成网络下令 1489 次，成票及操作执行正确率达 100%，操作票编制时间由 10 分钟缩短至秒级，平均操作时间由 27分钟缩短至 19 分钟，同时多操作并行执行模式解决了多操作排队等待问题。配网检修全链条管理方面，实现了业务管控的在线化、可视化，设备异动、定值流转同步率提升至 100%。故障网络可视化指挥方面，实现了故障信息多方即时共享、图像实时可观，信息传递与指挥时间缩短至秒级，现场故障处置效率大大提升。

可观性依赖于完善的量测通信网络和数据分析手段，需要实时感知配电系统运行状态，准确预测未来发展趋势，进而有效降低运行不确定性。可观性的提升以量测终端的优化配置为起点，通过多源数据的集成利用，实现配网运行状态感知和调控参数估计，满足系统的运行调控需求。考虑网络拓扑变化、线路参数可获取性和零注入节点影响，统筹PMU、SCADA、 AMI等多源数据，实现以提高可观性为前提的优化量测配置。