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淺談配電房智能化管理探索的研究應用
日期：2024-09-23 14:24
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摘要：在電力系統中，配電房作為末端，它的運行穩定與否直接關系到供電可靠性。為此，必須加大配電房的管理力度。基于此點，文章從配電房管理的現狀分析入手，對配電房智能化管理系統的設計應用進行論述。期望通過文章的研究能夠對促進配電房管理水平的提升有所幫助。
張娟
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：在電力系統中，配電房作為末端，它的運行穩定與否直接關系到供電可靠性。為此，必須加大配電房的管理力度。基于此點，文章從配電房管理的現狀分析入手，對配電房智能化管理系統的設計應用進行論述。期望通過文章的研究能夠對促進配電房管理水平的提升有所幫助。
關鍵詞：配電房；智能化；管理系統
0 引言
電力系統的運行**、穩定與否，直接關系到電力用戶的供電可靠性。為給電力系統的運行**性提供強有力的保障，可以引入先進的運行維護方案，即配電房智能化管理，以此來提高電氣設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分析探討。
1 配電房管理現狀分析
配電房又被稱之為配電室或配電所，它是電力系統中不可或缺的重要組成部分之一，與用戶的用電利益密切相關。配電房在整個配網中的分布相對比較廣泛，這在一定程度上增大了管理難度。為保證配電房的**、可靠、穩定運行，需要多人值守，即便如此，配電設備仍然會出現各種故障問題，從而導致停電，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，如果電氣設備發生故障問題，則會因為無固定解決模式，導致無法及時進行維修處理，一般需要等待比較長的時間才會得到維修，若是大型的設備損壞，短時間無法修復且無備用設備填補時，則要上報相關部門解決，這個過程比較繁瑣，耗時長，導致維修效率降低。為了改變這一現狀，應當引入智能化的管理系統。
2 配電房智能化管理系統的設計
2.1 系統的主要功能
2.1.1 監測功能
配電房智能化管理系統能夠按照數據信息的重要程度，對信息采集的優先級進行確定，具體包括如下信息：電網參數、計量參數、電能質量參數、工況信息等等。在上述信息當中，電網參數的優先級*高，系統會優先對此類參數進行采集和監測。
2.1.2 故障預警管理
配電設備在運行的過程中，不可避免地會出現故障，該功能可以對配網故障進行預測和預警，并在故障問題發生之后，快速對故障原因進行診斷，并對故障點位進行確定。同時，可自動將故障從配電線路中隔離出去，使非故障區域的供電得以快速恢復，由此使配電網具備了自愈功能，運行穩定性和可靠性隨之大幅度提升。此外，若是技術條件允許，可以借助網絡重構的方法，對配電網的負荷進行均衡處理，實現降低線損的目標。
2.1.3 數據管理
配電房智能化管理系統采用實時數據和歷史數據字典功能，由此除了能夠對現場電氣設備的測量參數和運行狀態信息進行實時監測之外，還能對歷史數據進行查詢，并且系統能夠對數據存儲時間進行自動配置。按照歷史數據記錄，系統可以準確繪制出某個參數在一時間段內的運行趨勢圖，從而為負荷分析提供依據。當配電設備發生故障后，系統會對故障的發生時間、成因、變量等信息進行記錄，為工作人員分析故障提供可靠的數據支撐。隨著管理系統運行時間的不斷延長，數據量會隨之不斷增多，此時系統會對歷史數據進行轉存處理。
2.1.4 網絡與**管理
（1）如果現場的配電設備出現故障問題，或是定期檢修需要設備停運時，為確保系統的通信效率，可借助卸載的方式，使系統臨時終止與該站點之間的通信。待設備恢復正常之后，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的運行**性，需要配備相關的**管理功能，具體包括對用戶使用權限的管理、對系統操作記錄的管理等。
2.1.5 其它管理功能
（1）預測負荷。系統能夠通過對臺區總功率的計算，并結合歷史運行數據，對下一階段的負荷情況進行預測，從而為設備檢修計劃的合理安排提供依據，以此來提升配電網的運行經濟性。
（2）智能化管理系統能夠按照電壓與功率因數就地進行調節，如果此項功能因故障失靈，則系統會改為遠程監控模式，并在計算之后，對電容器的投切進行自動控制，以此來達到無功補償的目的。
（3）智能化管理系統可以對用戶的各次諧波進行采集，從而為諧波的有效治理提供依據。
2.2 系統的通信網絡模式
為使配電房智能化管理系統的各項功能得以充分發揮，可以采取實時在線的通信網絡模式，若是條件允許，則可采用有線+無線的通信網絡，在確保可靠通信的前提下，實現配電設備的實時監測、控制以及故障管理，從而提高配電網的運行的**性與穩定性。配電房智能化管理系統的通信網絡如圖1 所示。
如果是新建的項目，設備可以采用通信智能終端，如萬能斷路器等，并在配電房內設置獨立的管理子系統，同時在配電網監控管理中心，設置若干個獨立的子系統監控后臺計算機，對配電房進行實時在線、遠程監控管理，確保配電房的運行**性。若是改造的項目，出于降低成本的考慮，可以不更換配電柜等設備，加裝微機保護測控裝置，后續做法與新建項目一致。
2.3 系統設計
本次提出的配電房智能化管理系統，采用的是當前較為流行的分層設計理念，整個系統由以下幾個層次組成：
2.3.1 站控層
在監控中心內設置相關的監控設備，如工程師站、操作員站、服務器等，借助組態軟件完成以下功能的設置：界面、運行監控、數據應用以及設備維護等。為使管理系統能夠保持可靠的運行狀態，采用雙網通信，即無線網絡和離線訪問。
2.3.2 通信層
可以按照配電網中智能終端的數量，在配電房內設置控制柜，利用控制柜對配電房的電氣設備進行監控和管理，從而實現數據服務、就地通信、設備管理等功能。本系統的通信層采用的是雙網冗余現場總線網絡，由此使得網絡通信的可靠性得到保障。
2.3.3 現場層
在配電房的開關柜內設置相應的智能終端，主要負責信號采集，包括開關量信號和模擬量信號。同時，終端還具備如下功能：數據運算、保護、控制等，能夠將數據經總線傳給控制柜。
2.4 系統的應用優勢
本次設計的系統采用的是分層體系，各層之間相互獨立、互相聯系，依托網絡通信進行數據信息互傳。系統的現場層采用的是智能終端設備，可將現場的電流、電壓等電氣量信號轉換為 A/D，并以數字量的形式傳給智能化管理系統，由此使得中間環節得以簡化，不但提升了設備的運行效率，而且還進一步增強了數據的**度。智能終端能夠對分布的工作進行集成，實現集中控制，促進管理水平的提高。同時系統能夠對數據進行實時采集和處理，并對配電房的運行進行在線監測，發現故障問題能夠給出解決對策，避免了長時間大范圍停電給用戶造成的影響。由此可見，該系統具有一定的推廣使用價值。
3 安科瑞配電室環境監控系統的介紹與選型
3.1簡介
安科瑞電氣股份有限公司根據配電室實際情況，結合多年的變電站和配電室的運行管理經驗，自主研發了安科瑞配電室綜合監控系統，實現了智能開關柜運行監控、高壓開關柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監控、母線測溫監測、電纜測溫監測、環境監測、有害氣體監測、安防監控、采暖通風、門禁、燈光、風機、除濕機、空調控制等功能。實現動力環境各數據的檢測與設備控制，實現動力環境優化，避免運行環境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高，同時實現配電動力環境的分布式遠程管理。
3.2系統功能
3.2.1 通信管理
安科瑞智能配電室綜合監控系統可以完成對整個配電室范圍內的通信設備進行管理、添加、刪除、控制和數據的實時監測。
3.2.2實時監測
安科瑞智能配電室綜合監控系統人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態，實時監測配電室環境參數信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實時顯示有關故障、告警等信息。
3.2.3 數據查詢
在人機界面中，可以直接查看配電室個設備的運行數據。
3.2.4曲線查詢
在曲線查詢界面，可以直接查看遙測參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。
3.2.5運行報表
查詢配電室內設備的運行數據報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。
3.2.6實時告警
科瑞智能配電室綜合監控系統具有實時告警功能，系統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發出告警。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控系統能夠對產生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和進行歷史追溯、查詢統計、事故分析。
3.2.8 用戶權限管理
為保障系統穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的保障。
3.2.9網絡拓撲圖
安科瑞智能配電室綜合監控系統支持實時監視接入系統的各設備的通信狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。可在線診斷設備通信狀態，發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設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控系統可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。
3.3Acrel-2000E/B配電室環境監控系統推薦配置選型
4 結束語
綜上所述，配電房智能化管理在提高電力系統運行**性和穩定性，具有不可替代的重要作用。為此，應當結合實際情況，設計開發配電房智能化管理系統，通過對該系統功能和通信網絡的合理設計，發揮出系統的作用，為電力系統的**運行提供保障。
參考文獻：
[1]王志剛.配電網的**運行[J].科技風，2013（8）：267
[2]尚明洋.配電房智能化管理探索
[3]安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監控系統2020.04版
作者簡介：
張娟，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事配電室綜合監控系統的研發與應用
