低壓配電系統(tǒng)的數(shù)字化趨勢分析

陳喜生

摘? 要：大數(shù)據(jù)是我們所處時代的科技跨越性變革，電力系統(tǒng)也要跟得上時代的發(fā)展才能更好地為人們提供能源輸出，文章基于低壓配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀和需求進行分析，探索未來的發(fā)展趨勢，并結(jié)合當前的配網(wǎng)計量與5G融合解決方案理念進行探討。

關鍵詞：低壓配電系統(tǒng);Masterpact MTZ;數(shù)字化

中圖分類號：TM72? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）34-0046-02

Abstract： Big data is a great-leap-forward change in science and technology in our time， and the power system must keep up with the development of the times in order to better provide energy output for people. This paper analyzes the present situation and demand of low voltage distribution system， explores the future development trend， and expounds in combination with the current distribution network metering and 5G integration solution concept.

Keywords： low voltage distribution system; Masterpact MTZ; digitization

1 配電網(wǎng)計量現(xiàn)狀

在我國當前的電力系統(tǒng)行業(yè)當中，已經(jīng)基本完成了光線網(wǎng)絡的覆蓋，但是在中低壓配電網(wǎng)的數(shù)字化應用上還較為薄弱，特別是在智能表計、智能網(wǎng)絡以及智能運行等方面。其中目前的低壓配電系統(tǒng)中的保護措施和保護機制主要針對主要元器件，既然是器件就不免會受到現(xiàn)有的物理條件以及器件本身特性影響，例如溫度、濕度、器件老化、器件配置等，這樣的制約條件也就導致了低壓配電系統(tǒng)自身安全的弱勢，例如出現(xiàn)錯誤動作、有情況無動作、不報警或誤報警，這樣的缺陷導致配電網(wǎng)系統(tǒng)整體性缺乏安全。這樣的現(xiàn)象發(fā)生最為主要的原因可以歸結(jié)為配電網(wǎng)絡交叉混亂、低壓配電管理缺乏科學性等，配電網(wǎng)計量和管理方面薄弱是最為主要的因素，現(xiàn)有的管理模式在檢查和分析數(shù)據(jù)上有著精度低、數(shù)據(jù)不精準、巡檢人員能力不夠等多種問題，現(xiàn)行的配電網(wǎng)計量和管理急需一個高效的管理方式。

2 配網(wǎng)計量發(fā)展趨勢及需求

隨著互聯(lián)網(wǎng)科技的發(fā)展，今后計算機網(wǎng)絡和大數(shù)據(jù)是人類必然的發(fā)展趨勢，但是互聯(lián)網(wǎng)不僅連接的是計算機和傳統(tǒng)的移動通信設備，在廣域上還包含各類物聯(lián)設備，在越來越多的領域中會有更多的設備被網(wǎng)絡連接起來，在很多互聯(lián)互通上會有更多的大數(shù)據(jù)參與進來，也正是由于越來越多的設備被包括進來才能促成了大數(shù)據(jù)的形成，在電力系統(tǒng)當中正需要這樣具有數(shù)字化、智能化的變革和發(fā)展。在中低壓配電柜的數(shù)字化轉(zhuǎn)換過程中，主要難點和趨勢在于控制系統(tǒng)的微處理器的應用，首先控制回路子系統(tǒng)對于參數(shù)的計量和監(jiān)測，包括配電柜中的環(huán)境溫度和濕度等，其次是人機交流和數(shù)據(jù)及時性，在國內(nèi)外的中低壓配電柜設計和研發(fā)上也存在不小的差異。基于上述，5G技術就是為了更好地將互聯(lián)通信和物聯(lián)管理更好地融合，這也是未來配網(wǎng)計量發(fā)展趨勢及需求。

3 在物聯(lián)網(wǎng)背景下，配網(wǎng)計量與5G融合解決方案

近些年隨著科技的不斷發(fā)展， 5G作為最新一代蜂窩移動通信技術無疑是未來信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。5G在未來的物聯(lián)設備以及遠距離控制方面有著很大優(yōu)勢，但是在5G數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)也同樣具有復雜性和多樣性。首先在狀態(tài)信息采集方面，其數(shù)據(jù)傳輸速率遠高于傳統(tǒng)網(wǎng)絡，其次是網(wǎng)絡延時極低，通過主系統(tǒng)的控制可以及時檢測到配電電路的計量數(shù)據(jù)和運行環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)問題和分析問題，并能將數(shù)據(jù)傳輸回來做參考。5G智能電網(wǎng)符合目前物料網(wǎng)的運行需求，由于其運行可以實現(xiàn)大量的連接和覆蓋測量體量，要有安全可靠的網(wǎng)絡位置技術支撐，同時對于網(wǎng)絡延時也有較苛刻要求，所以需針對于配網(wǎng)計量與5G融合尋求解決最佳方案[1]。

3.1 Masterpact MTZ 低壓框架斷路器

Masterpact MTZ作為首款智能化斷路器，打破了傳統(tǒng)斷路器的技術局限，而是將低壓框架斷路器從硬件到軟件全新定義，具有無限互聯(lián)互通、極致精準測量、隨時隨地升級、無懼嚴酷環(huán)境、架構(gòu)無縫兼容、便捷安裝調(diào)試、綠色環(huán)保承諾等諸多優(yōu)勢，同時Masterpact MTZ還將藍牙無線連接技術和近場通信連接運用到低壓框架斷路器，并將遠程網(wǎng)絡應用與其連接，操作人員可通過智能手機在App上實現(xiàn)對于框架斷路器的操控。具體實現(xiàn)方法，我們可以在子系統(tǒng)中采用Corex-3內(nèi)核微處理器，依托其強大的處理功能性，可以保證內(nèi)核脈沖達到72mpa，其中還配置了20kb sram閃存，可以幫助我們有效完成配電柜的數(shù)字化轉(zhuǎn)換，同時為了加強子系統(tǒng)與各單元之間的數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，可以采用can總線連接。但是對于數(shù)據(jù)中心配置方面還需要我們加強電路中斷以后的準備和工作，由于5G時代的到來很多設備都需要依靠網(wǎng)絡運行，沒有電能作為保障就會造成大面積設備停運。

3.2 應用場景

Masterpact MTZ低壓框架斷路器作為本區(qū)域內(nèi)的連接方案，可以將目前的智能手機通信APP與斷路器進行高效連接和操作，能夠在實用范圍內(nèi)將Masterpact MTZ低壓框架斷路器同時進行數(shù)字化管理。

3.2.1 數(shù)字化日常巡檢——藍牙無線連接

通過藍牙無線連接的Masterpact MTZ低壓框架斷路器主要是以智能手機上的應用程序作為數(shù)據(jù)讀取應用，不僅可以將斷路器中的全部信息讀取，還能針對不同的電氣參數(shù)進行分類讀取，特別是斷路器中的負載信息、報警信息，以及關鍵性的參數(shù)指令都能夠詳細獲取。藍牙無線連接在數(shù)字化日常巡檢過程中是以三種顏色進行狀態(tài)提示，可以很明顯地將斷路器在正常工作情況下的運行健康程度反映出來。如果Masterpact MTZ低壓框架斷路器發(fā)生跳閘或電路報警燈突發(fā)情況，也會被完全記錄，而且標注時間線，保證斷路器可以時時被檢查全過程。工作人員在進行日常檢查時亦可以查看保護設定值的合理性，工作人員在手機APP上就可以輸入權(quán)限密碼后進行調(diào)整，而且所有修改過程和修改記錄都會作為一種管理信息被存儲，既能降低操作失誤，也為今后整體數(shù)據(jù)檢查做記錄。藍牙無線連接讓日常巡檢更加高效便捷，將智能手機APP中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾硐到y(tǒng)云平臺，可以快速形成巡檢報告，讓巡檢工作更加系統(tǒng)化、集成化。

3.2.2 數(shù)字化恢復供電——近場通信連接

電力系統(tǒng)作為我們?nèi)祟惸壳暗淖畲竽芰浚谶m用范圍和用量上都具有極大的優(yōu)勢，這也使得我們很多領域都和電力不可分割，但是一旦發(fā)生斷電也可能致使部分行業(yè)產(chǎn)生不可估量的損失，在社會層面甚至引發(fā)心理恐慌，所以在現(xiàn)代社會中追求平穩(wěn)、安全、高效是電力系統(tǒng)的主要目標。近場通信連接作為數(shù)字化恢復供電措施，即使在Masterpact MTZ低壓框架斷路器發(fā)生斷電的情況下，也能通過智能手機APP獲取相應的故障訊息，從根本上解決了斷電后無法了解斷電有關情況。當工程師在現(xiàn)場排查情況的時候，近場通信連接還可以給出故障電流值、故障發(fā)生節(jié)點、可能的故障類型等等訊息，幫助工程師進行排查和分析，如果這樣的信息不能精準的確定故障，也可以用波形捕捉功能詳細排查，解決故障后也不需重新翻找和整理排查過程，系統(tǒng)會自動形成故障檢修數(shù)據(jù)。最后APP會提示合閘恢復供電指導，整個過程以圖文并茂的形式呈獻簡單易懂，讓一切工作都有章可循、有據(jù)可依、避免斷電后的恐慌心理。

3.3 數(shù)字化配電系統(tǒng)的前瞻性

伴隨著移動物聯(lián)網(wǎng)的到來，5G作為今后的聯(lián)網(wǎng)技術支持將有大規(guī)模終端接入，只有充分發(fā)揮電力系統(tǒng)優(yōu)勢和穩(wěn)定性才能更好的服務社會。我們應該重視的問題首先是5G網(wǎng)絡內(nèi)終端節(jié)點眾多，導致安全防護更加重要，直接關系到電力系統(tǒng)安全，如何防止攻擊是重要的研究課題。其次是5G基站建設更為密集，關于維護和建設成本需要多角度考慮。我們可以在以下兩方面進行發(fā)力，一個是當電力系統(tǒng)發(fā)生雙極閉鎖等緊急事故時，5G技術協(xié)助在毫秒級的時延內(nèi)精準切斷制冷等可中斷負荷，另外是在配網(wǎng)局部發(fā)生故障時，5G通信系統(tǒng)構(gòu)建毫秒級自動定位并隔離故障，以確保非故障區(qū)域的不間斷供電。

4 結(jié)束語

綜上所述，數(shù)字化和智能化是未來低壓配電系統(tǒng)的必然發(fā)展趨勢，我們要更多的根據(jù)目前的配電網(wǎng)計量現(xiàn)狀進行分析和探索，更多關注當前電力系統(tǒng)的需求，注重數(shù)字化設備的使用和普及，讓前沿科技更好地為人們服務。

參考文獻：

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