劉細(xì)鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：在電力系統(tǒng)中，配電房作為末端，它的運(yùn)行穩(wěn)定與否直接關(guān)系到供電可靠性。為此，必須加大配電房的管理力度。基于此點(diǎn)，文章從配電房管理的現(xiàn)狀分析入手，對(duì)配電房智能化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行論述。期望通過(guò)文章的研究能夠?qū)Υ龠M(jìn)配電房管理水平的提升有所幫助。
關(guān)鍵詞：配電房；智能化；管理系統(tǒng)
0 引言
電力系統(tǒng)的運(yùn)行、穩(wěn)定與否，直接關(guān)系到電力用戶的供電可靠性。為給電力系統(tǒng)的運(yùn)行性提供強(qiáng)有力的保障，可以引入先進(jìn)的運(yùn)行維護(hù)方案，即配電房智能化管理，以此來(lái)提高電氣設(shè)備的在線管理和控制能力。借此，下面就配電房智能化管理展開(kāi)分析探討。
1 配電房管理現(xiàn)狀分析
配電房又被稱之為配電室或配電所，它是電力系統(tǒng)中*的重要組成部分之一，與用戶的用電利益密切相關(guān)。配電房在整個(gè)配網(wǎng)中的分布相對(duì)比較廣泛，這在一定程度上增大了管理難度。為保證配電房的、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，需要多人值守，即便如此，配電設(shè)備仍然會(huì)出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，從而導(dǎo)致停電，影響電力用戶的供電可靠性。由于配電房缺少智能化的管理系統(tǒng)，如果電氣設(shè)備發(fā)生故障問(wèn)題，則會(huì)因?yàn)闊o(wú)固定解決模式，導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)進(jìn)行維修處理，一般需要等待比較長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)得到維修，若是大型的設(shè)備損壞，短時(shí)間無(wú)法修復(fù)且無(wú)備用設(shè)備填補(bǔ)時(shí)，則要上報(bào)相關(guān)部門解決，這個(gè)過(guò)程比較繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)，導(dǎo)致維修效率降低。為了改變這一現(xiàn)狀，應(yīng)當(dāng)引入智能化的管理系統(tǒng)。
2 配電房智能化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)的主要功能
2.1.1 監(jiān)測(cè)功能
配電房智能化管理系統(tǒng)能夠按照數(shù)據(jù)信息的重要程度，對(duì)信息采集的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行確定，具體包括如下信息：電網(wǎng)參數(shù)、計(jì)量參數(shù)、電能質(zhì)量參數(shù)、工況信息等等。在上述信息當(dāng)中，電網(wǎng)參數(shù)的優(yōu)先級(jí)最高，系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先對(duì)此類參數(shù)進(jìn)行采集和監(jiān)測(cè)。
2.1.2 故障預(yù)警管理
配電設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障，該功能可以對(duì)配網(wǎng)故障進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)警，并在故障問(wèn)題發(fā)生之后，快速對(duì)故障原因進(jìn)行診斷，并對(duì)故障點(diǎn)位進(jìn)行確定。同時(shí)，可自動(dòng)將故障從配電線路中隔離出去，使非故障區(qū)域的供電得以快速恢復(fù)，由此使配電網(wǎng)具備了自愈功能，運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性隨之大幅度提升。此外，若是技術(shù)條件允許，可以借助網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的方法，對(duì)配電網(wǎng)的負(fù)荷進(jìn)行均衡處理，實(shí)現(xiàn)降低線損的目標(biāo)。
2.1.3 數(shù)據(jù)管理
配電房智能化管理系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)字典功能，由此除了能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備的測(cè)量參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)之外，還能對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，并且系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)配置。按照歷史數(shù)據(jù)記錄，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確繪制出某個(gè)參數(shù)在一時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行趨勢(shì)圖，從而為負(fù)荷分析提供依據(jù)。當(dāng)配電設(shè)備發(fā)生故障后，系統(tǒng)會(huì)對(duì)故障的發(fā)生時(shí)間、成因、變量等信息進(jìn)行記錄，為工作人員分析故障提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。隨著管理系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，數(shù)據(jù)量會(huì)隨之不斷增多，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)存處理。
2.1.4 網(wǎng)絡(luò)與管理
（1）如果現(xiàn)場(chǎng)的配電設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題，或是定期檢修需要設(shè)備停運(yùn)時(shí)，為確保系統(tǒng)的通信效率，可借助卸載的方式，使系統(tǒng)臨時(shí)終止與該站點(diǎn)之間的通信。待設(shè)備恢復(fù)正常之后，利用重新登錄功能建立通信連接。
（2）為確保智能化管理系統(tǒng)的運(yùn)行性，需要配備相關(guān)的管理功能，具體包括對(duì)用戶使用權(quán)限的管理、對(duì)系統(tǒng)操作記錄的管理等。
2.1.5 其它管理功能
（1）預(yù)測(cè)負(fù)荷。系統(tǒng)能夠通過(guò)對(duì)臺(tái)區(qū)總功率的計(jì)算，并結(jié)合歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)下一階段的負(fù)荷情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而為設(shè)備檢修計(jì)劃的合理安排提供依據(jù)，以此來(lái)提升配電網(wǎng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
（2）智能化管理系統(tǒng)能夠按照電壓與功率因數(shù)就地進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果此項(xiàng)功能因故障失靈，則系統(tǒng)會(huì)改為遠(yuǎn)程監(jiān)控模式，并在計(jì)算之后，對(duì)電容器的投切進(jìn)行自動(dòng)控制，以此來(lái)達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹?/div>
（3）智能化管理系統(tǒng)可以對(duì)用戶的各次諧波進(jìn)行采集，從而為諧波的有效治理提供依據(jù)。
2.2 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)模式
為使配電房智能化管理系統(tǒng)的各項(xiàng)功能得以充分發(fā)揮，可以采取實(shí)時(shí)在線的通信網(wǎng)絡(luò)模式，若是條件允許，則可采用有線+無(wú)線的通信網(wǎng)絡(luò)，在確保可靠通信的前提下，實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制以及故障管理，從而提高配電網(wǎng)的運(yùn)行的性與穩(wěn)定性。配電房智能化管理系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)如圖1 所示。
如果是新建的項(xiàng)目，設(shè)備可以采用通信智能終端，如斷路器等，并在配電房?jī)?nèi)設(shè)置獨(dú)立的管理子系統(tǒng)，同時(shí)在配電網(wǎng)監(jiān)控管理，設(shè)置若干個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)監(jiān)控后臺(tái)計(jì)算機(jī)，對(duì)配電房進(jìn)行實(shí)時(shí)在線、遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，確保配電房的運(yùn)行性。若是改造的項(xiàng)目，出于降低成本的考慮，可以不更換配電柜等設(shè)備，加裝微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置，后續(xù)做法與新建項(xiàng)目一致。
2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本次提出的配電房智能化管理系統(tǒng)，采用的是當(dāng)前較為流行的分層設(shè)計(jì)理念，整個(gè)系統(tǒng)由以下幾個(gè)層次組成：
2.3.1 站控層
在監(jiān)控內(nèi)設(shè)置相關(guān)的監(jiān)控設(shè)備，如工程師站、操作員站、服務(wù)器等，借助組態(tài)軟件完成以下功能的設(shè)置：界面、運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)應(yīng)用以及設(shè)備維護(hù)等。為使管理系統(tǒng)能夠保持可靠的運(yùn)行狀態(tài)，采用雙網(wǎng)通信，即無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和離線訪問(wèn)。
2.3.2 通信層
可以按照配電網(wǎng)中智能終端的數(shù)量，在配電房?jī)?nèi)設(shè)置控制柜，利用控制柜對(duì)配電房的電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和管理，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)、就地通信、設(shè)備管理等功能。本系統(tǒng)的通信層采用的是雙網(wǎng)冗余現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，由此使得網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性得到保障。
2.3.3 現(xiàn)場(chǎng)層
在配電房的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的智能終端，主要負(fù)責(zé)信號(hào)采集，包括開(kāi)關(guān)量信號(hào)和模擬量信號(hào)。同時(shí)，終端還具備如下功能：數(shù)據(jù)運(yùn)算、保護(hù)、控制等，能夠?qū)?shù)據(jù)經(jīng)總線傳給控制柜。
2.4 系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用的是分層體系，各層之間相互獨(dú)立、互相聯(lián)系，依托網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行數(shù)據(jù)信息互傳。系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)層采用的是智能終端設(shè)備，可將現(xiàn)場(chǎng)的電流、電壓等電氣量信號(hào)轉(zhuǎn)換為 A/D，并以數(shù)字量的形式傳給智能化管理系統(tǒng)，由此使得中間環(huán)節(jié)得以簡(jiǎn)化，不但提升了設(shè)備的運(yùn)行效率，而且還進(jìn)一步增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的精確度。智能終端能夠?qū)Ψ植嫉墓ぷ鬟M(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)集中控制，促進(jìn)管理水平的提高。同時(shí)系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理，并對(duì)配電房的運(yùn)行進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題能夠給出解決對(duì)策，避免了長(zhǎng)時(shí)間大范圍停電給用戶造成的影響。由此可見(jiàn)，該系統(tǒng)具有一定的推廣使用價(jià)值。
3 安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型
3.1簡(jiǎn)介
安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實(shí)際情況，結(jié)合多年的變電站和配電室的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開(kāi)關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控、母線測(cè)溫監(jiān)測(cè)、電纜測(cè)溫監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、有害氣體監(jiān)測(cè)、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、門禁、燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等功能。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測(cè)與設(shè)備控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境優(yōu)化，避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障，保證維護(hù)人員，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少配電室粗放式管理導(dǎo)致成本過(guò)高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。
3.2系統(tǒng)功能
3.2.1 通信管理
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對(duì)整個(gè)配電室范圍內(nèi)的通信設(shè)備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
3.2.2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電室環(huán)境參數(shù)信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。
3.2.3 數(shù)據(jù)查詢
在人機(jī)界面中，可以直接查看配電室個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
3.2.4曲線查詢
在曲線查詢界面，可以直接查看遙測(cè)參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。
3.2.5運(yùn)行報(bào)表
查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表，包括日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表和查詢報(bào)表等。
3.2.6實(shí)時(shí)告警
科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟取穸取⒂泻怏w、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告警如右圖所示：
3.2.7 歷史事件查詢
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
3.2.8 用戶權(quán)限管理
為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫(kù)修改等）。可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。
3.2.9網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
3.2.10遙控操作
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。
3.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)配置選型
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，配電房智能化管理在提高電力系統(tǒng)運(yùn)行性和穩(wěn)定性，具有不可替代的重要作用。為此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)配電房智能化管理系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)功能和通信網(wǎng)絡(luò)的合理設(shè)計(jì)，發(fā)揮出系統(tǒng)的作用，為電力系統(tǒng)的運(yùn)行提供保障。
參考文獻(xiàn)：
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[2]尚明洋.配電房智能化管理探索
[3]安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)2020.04版
作者簡(jiǎn)介：
劉細(xì)鳳，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。
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