王晶晶
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，它的運行穩(wěn)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(xiàn)狀分析入手，對配電房智能化管理系統(tǒng)的設計應用進行論述。期望通過文章的研究能夠?qū)Υ龠M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(tǒng)
0 引言
電力系統(tǒng)的運行安全、穩(wěn)定與否，直接關系到電力用戶的供電可靠性。為給電力系統(tǒng)的運行安全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(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。配電房在整個配網(wǎng)中的分布相對比較廣泛，這在一定程度上增大了管理難度。為保證配電房的安全、可靠、穩(wěn)定運行，需要多人值守，即便如此，配電設備仍然會出現(xiàn)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(tǒng)，如果電氣設備發(fā)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(xiàn)狀，應當引入智能化的管理系統(tǒng)。
2 配電房智能化管理系統(tǒng)的設計
2.1 系統(tǒng)的主要功能
2.1.1 監(jiān)測功能
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，對信息采集的優(yōu)先級進行確定，具體包括如下信息：電網(wǎng)參數(shù)、計量參數(shù)、電能質(zhì)量參數(shù)、工況信息等等。在上述信息當中，電網(wǎng)參數(shù)的優(yōu)先級最高，系統(tǒng)會優(yōu)先對此類參數(shù)進行采集和監(jiān)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(xiàn)故障，該功能可以對配網(wǎng)故障進行預測和預警，并在故障問題發(fā)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(qū)域的供電得以快速恢復，由此使配電網(wǎng)具備了自愈功能，運行穩(wěn)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(wǎng)絡重構的方法，對配電網(wǎng)的負荷進行均衡處理，實現(xiàn)降低線損的目標。
2.1.3 數(shù)據(jù)管理
配電房智能化管理系統(tǒng)采用實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)字典功能，由此除了能夠?qū)ΜF(xiàn)場電氣設備的測量參數(shù)和運行狀態(tài)信息進行實時監(jiān)測之外，還能對歷史數(shù)據(jù)進行查詢，并且系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)存儲時間進行自動配置。按照歷史數(shù)據(jù)記錄，系統(tǒng)可以準確繪制出某個參數(shù)在一時間段內(nèi)的運行趨勢圖，從而為負荷分析提供依據(jù)。當配電設備發(fā)生故障后，系統(tǒng)會對故障的發(fā)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(shù)據(jù)支撐。隨著管理系統(tǒng)運行時間的不斷延長，數(shù)據(jù)量會隨之不斷增多，此時系統(tǒng)會對歷史數(shù)據(jù)進行轉存處理。
2.1.4 網(wǎng)絡與安全管理
（1）如果現(xiàn)場的配電設備出現(xiàn)故障問題，或是定期檢修需要設備停運時，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(tǒng)的運行安全性，需要配備相關的安全管理功能，具體包括對用戶使用權限的管理、對系統(tǒng)操作記錄的管理等。
2.1.5 其它管理功能
（1）預測負荷。系統(tǒng)能夠通過對臺區(qū)總功率的計算，并結合歷史運行數(shù)據(jù)，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(jù)，以此來提升配電網(wǎng)的運行經(jīng)濟性。
（2）智能化管理系統(tǒng)能夠按照電壓與功率因數(shù)就地進行調(diào)節(jié)，如果此項功能因故障失靈，則系統(tǒng)會改為遠程監(jiān)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?shù)哪康摹?/div>
（3）智能化管理系統(tǒng)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(jù)。
2.2 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡模式
為使配電房智能化管理系統(tǒng)的各項功能得以充分發(fā)揮，可以采取實時在線的通信網(wǎng)絡模式，若是條件允許，則可采用有線+無線的通信網(wǎng)絡，在確?？煽客ㄐ诺那疤嵯拢瑢崿F(xiàn)配電設備的實時監(jiān)測、控制以及故障管理，從而提高配電網(wǎng)的運行的安全性與穩(wěn)定性。配電房智能化管理系統(tǒng)的通信網(wǎng)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(nèi)設置獨立的管理子系統(tǒng)，同時在配電網(wǎng)監(jiān)控管理中心，設置若干個獨立的子系統(tǒng)監(jiān)控后臺計算機，對配電房進行實時在線、遠程監(jiān)控管理，確保配電房的運行安全性。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(xù)做法與新建項目一致。
2.3 系統(tǒng)設計
本次提出的配電房智能化管理系統(tǒng)，采用的是當前較為流行的分層設計理念，整個系統(tǒng)由以下幾個層次組成：
2.3.1 站控層
在監(jiān)控中心內(nèi)設置相關的監(jiān)控設備，如工程師站、操作員站、服務器等，借助組態(tài)軟件完成以下功能的設置：界面、運行監(jiān)控、數(shù)據(jù)應用以及設備維護等。為使管理系統(tǒng)能夠保持可靠的運行狀態(tài)，采用雙網(wǎng)通信，即無線網(wǎng)絡和離線訪問。
2.3.2 通信層
可以按照配電網(wǎng)中智能終端的數(shù)量，在配電房內(nèi)設置控制柜，利用控制柜對配電房的電氣設備進行監(jiān)控和管理，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務、就地通信、設備管理等功能。本系統(tǒng)的通信層采用的是雙網(wǎng)冗余現(xiàn)場總線網(wǎng)絡，由此使得網(wǎng)絡通信的可靠性得到保障。
2.3.3 現(xiàn)場層
在配電房的開關柜內(nèi)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(shù)據(jù)運算、保護、控制等，能夠?qū)?shù)據(jù)經(jīng)總線傳給控制柜。
2.4 系統(tǒng)的應用優(yōu)勢
本次設計的系統(tǒng)采用的是分層體系，各層之間相互獨立、互相聯(lián)系，依托網(wǎng)絡通信進行數(shù)據(jù)信息互傳。系統(tǒng)的現(xiàn)場層采用的是智能終端設備，可將現(xiàn)場的電流、電壓等電氣量信號轉換為 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)得以簡化，不但提升了設備的運行效率，而且還進一步增強了數(shù)據(jù)的精確度。智能終端能夠?qū)Ψ植嫉墓ぷ鬟M行集成，實現(xiàn)集中控制，促進管理水平的提高。同時系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)進行實時采集和處理，并對配電房的運行進行在線監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)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(tǒng)具有一定的推廣使用價值。
3 安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型
3.1簡介
安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)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(jīng)驗，自主研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能開關柜運行監(jiān)控、高壓開關柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風、門禁、燈光、風機、除濕機、空調(diào)控制等功能。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設備控制，實現(xiàn)動力環(huán)境優(yōu)化，避免運行環(huán)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(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。
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)可以完成對整個配電室范圍內(nèi)的通信設備進行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。
3.2.2實時監(jiān)測
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測配電室環(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。實時顯示有關故障、告警等信息。
3.2.3 數(shù)據(jù)查詢
在人機界面中，可以直接查看配電室個設備的運行數(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(nèi)設備的運行數(shù)據(jù)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(jiān)控系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、設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行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和進行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。
3.2.8 用戶權限管理
為保障系統(tǒng)穩(wěn)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(jīng)授權的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的保障。
3.2.9網(wǎng)絡拓撲圖
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構?？稍诰€診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)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(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備進行遠程遙控操作。
3.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)運行安全性和穩(wěn)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(fā)配電房智能化管理系統(tǒng)，通過對該系統(tǒng)功能和通信網(wǎng)絡的合理設計，發(fā)揮出系統(tǒng)的作用，為電力系統(tǒng)的安全運行提供保障。
參考文獻：
[1]王志剛.配電網(wǎng)的安全運行[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(jiān)控系統(tǒng)2020.04版
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