配電房智能化管理探索

尚明洋

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)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM641 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2020）25-0185-02

Abstract： In the power system， as the terminal， the stability of distribution room is directly related to the reliability of power supply. Therefore， we must strengthen the management of distribution room. Based on this point， the paper discusses the design and application of the intelligent management system of the distribution room from the analysis of the current situation of the distribution room management. It is hoped that the research in this paper can help to improve the management level of distribution room.

Keywords： distribution room; intelligence; management system

電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全、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)行安全性提供強(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(chēng)之為配電室或配電所，它是電力系統(tǒng)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(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。為保證配電房的安全、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(mén)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(lèi)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(xún)，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)與安全管理

（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)行安全性，需要配備相關(guān)的安全管理功能，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?/p>

（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(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，如萬(wàn)能斷路器等，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)控管理中心，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)行安全性。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)控中心內(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。本系統(tǒng)中的智能終端包括以下設(shè)備：10kV微機(jī)保護(hù)、智能斷路器、智能測(cè)控儀表、備用投切裝置等。設(shè)備選型如表1所示。

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 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)行安全性和穩(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)的安全運(yùn)行提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志剛.配電網(wǎng)的安全運(yùn)行[J].科技風(fēng)，2013（8）：267.

[2]關(guān)泳標(biāo).10kV變配電房設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題與解決措施[J].通信電源技術(shù)，2020（2）：140-141+144.

[3]張恒，陳軍球，方振.智能電房環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J].機(jī)電信息，2019（36）：31+34.

[4]楊東.智能配電房的建設(shè)方案分析[J].電力安全技術(shù)，2015（7）：31-33.

[5]吳觀龍.基于智能配電房的建設(shè)方案研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（26）：121-122.

[6]鮑蓉蓉.10kV配電房?jī)?nèi)配電系統(tǒng)合理規(guī)劃設(shè)計(jì)探究[J].通訊世界，2016（18）：159.

[7]陳相豪.基于開(kāi)放式體系的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（10）：20-21.