智能電力監控系統在供電保障中的實踐與應用

黃光銳 廣東省氣象局機關服務中心

引言

智能電力監控系統是現代化信息技術在電力企業中深度運用的體現，其以強大信息采集技術與運算技術為基礎，實現了電力系統中相關信息的自動采集、傳輸及處理，極大提升了電力系統管理的效率，加強了我國群眾生產生活的電力保障。

一、智能電力監控系統的結構

（一）主控管理層

主控管理層是智能電力監控系統中的核心層，其主要負責對信息進行處理與分析，將傳回的信息進行歸類與儲存，依據已有信息自動作出個性化電力管理。在管理進程中其還會對各個位置的運行狀態進行分析，若有故障發生，其可以自動采取處理措施或者向工作人員發出警報，要求工作人員進行故障排查。

（二）通訊層

通訊層主要功能為將主控層與設備層進行連接，實現二者之間實時信息交換，是智能電力監控系統發揮作用的重要層級。

（三）設備層

設備層的主要功能為信息的采集與主控層指令的響應。其技術手段通常較為復雜，涉及設備較多。是智能電力管理系統中信息采集與指令執行的主要層級。

二、智能電力系統的功能及在供電保障中的應用

（一）用戶基礎用電信息的采集

智能電力系統可以通過設備層布置的大量感應器件實現對每個用戶的用電信息的采集。如針對單一用戶的用電峰值、用單谷值、日平均用電量、用電真空期、月平均用電量等，針對區域內部整體用戶整體用電峰、谷值，平均用電量等信息，針對電力設備的變壓器溫度變化及平均值，各時段高壓進線的諧波頻率等。

該功能在供電保障中的作用主要體現在，提升供電服務的針對性。在現代用電背景下，單一用戶用電量逐漸上升，且各個區域之間用電量會呈現出較為明顯的時間性差距，傳統的、不加區分的統一供電模式在現階段應用中會給供電企業造成較大的壓力，需要做出針對性改進。

首先，智能電力系統通過對個人及區域用戶用電數據的采集與分析可以得出用戶用電規律，依據用電規律進行針對性電力調配，減輕電力企業的供電壓力。如在采集數據中顯示局部區域集體用電處于谷值、甚至真空期時，電力系統可將優化線路中電力的配置，將更多資源應用到該時段電力需求較為集中的區域，提升資源的使用效率。當同一時段多個區域處于用電高峰時，智能電力監控系統可以依據采集平均值，將電力資源依據比例向不同區域分配，提升電力資源使用的科學性。避免了傳統電力分配模式中，前段區域大量用電，導致后端區域電力供應明顯不足，生產生活無法正常展開。

其次，智能電力系統可以依據收集到信息實現電力資源的提前分配。對智能電力系統采集到的信息進行分析，不難發現其中電力使用峰值通常會集中在一個固定的時間段。因此，智能電力系統可以提前調集電力資源，滿足區域內所有人員高峰階段的用電需求，提升用戶服務的質量。

最后，智能電力系統采集的信息可以指導相關電力設備及導線的更換。智能電力系統會自動對采集到的信息與歷史信息進行對比，如發現部分導線與歷史數據相比，溫度變化幅度差距較為明顯，則說明導線內部已經發生老化，需要盡快進行更換；如采集數據中變壓器集中用電時間溫度過高，則說明其不能很好的適應地區供電需求，需要相關人員及時進行更換或者性能提升。使電力設備始終能夠較好的滿足電力供應的需求，避免過載斷電現象的發生，提升電力供應的穩定性。

（二）自動報警功能

從上文智能電力系統結構分析中可以發現，報警功能是在兩個區域同步進行的。其主要負責在電力系統故障發生時給出提示，要求相關人員盡快采取應對措施。

不同位置的報警系統在電力供應保障中具有不同的作用。主控層面的報警系統其主要針對對象為值班的電力系統檢修人員。當智能電力監控系統檢測到電路內部發生故障時，管理層的報警系統會立即發出警報，管理人員可在系統內部實時查看故障發生位置的現場情況，并作出初步故障判斷。此時，檢修人員應攜帶相應工具立即趕往故障發生現場進行檢修，及時恢復電力供應，避免故障長時間得不到解決，影響居民正常的生產生活。

設備層面的警報系統更多起到警示作用，一方面，其可以幫助檢修人員在抵達現場之后，立即鎖定故障位置，加強檢修工作的速率；另一方面，其可以向無關人員發出警告，使其遠離故障發生位置，避免重大故障發生時，造成過往人員傷亡。

（三）事故追憶顯示畫面

現代化智能電力監控系統，其檢測功能不只局限于電力信息的收集，其還具備一定的圖像與聲音采集功能。相關人員可以通過該系統，對一段時間內設備周邊情況進行回放，查看電力系統發生故障時，是否遭受過人為破壞。

該項功能在電力供應保障中的主要應用模式在于加強電力系統的監管。由于電力設備數量較多，布置較為散亂，且存在部分設備運行進程中，如周邊區域有人員存在，有一定可能發生安全事故。因此，傳統模式下，對電力系統實施全程監管的可能性較低。電力設備遭受外力損害的現象至今仍普遍存在。事故追憶顯示畫面功能的應用，實現了電力系統全面且有效的監管。當電力系統因人力原因發生損害時，企業及人員可以將視頻作為證據提出訴訟，要求破壞人員賠償損失。在避免電力企業承受經濟損失的同時，向社會傳達出企業具備尋找故意損害電力設備人員的能力，也愿意消耗時間成本與人力成本，和相關人員對峙。彰顯電力企業對于破壞電力系統人員追責到底的決心，減少有意損壞電力設備事件發生的概率，保證電力供應的穩定性。

（四）自動跳閘及遙控跳合閘

顧名思義自動跳閘指當智能電力監控系統發現電力系統中存在較為嚴重的問題時，會在發出警報之前優先切斷電路，避免問題進一步擴張。而遙控跳合閘指檢修人員可以在監控室內直接控制切斷電路。

其在電力供應保障中應用的主要途徑為避免局部故障演變為全面故障，對電力供應系統造成大規模的破壞，需要檢修人員利用較長時間進行線路更換及設備修復，通過減少故障檢修時間的方式，保障電力供應的正常進行。以自主跳閘功能為例，當智能化電力監控系統做出該種決定時，說明電力系統內部故障處于較為嚴重的狀態，若等到檢修人員確定故障、趕到現場，故障可能已經演變為無法處理的災害，需要較長時間進行電力系統的恢復，局部地區將不得不承受相當一段時間的無電力供應生活。

（五）故障錄波與諧波分析

故障錄波與諧波分析指智能電力監控系統可以對收集到線路諧波信息進行整理，進而發現其運行進程中是否存在故障或者判斷故障發生的趨勢。

該功能在電力供應保障中的應用主要有兩點：第一，電力系統故障發生通常是有預兆的，故障發生前，相關線路內的電流常會發生不規則的波動，而這些波動會在線路諧波上體現，智能電力監控系統通過對諧波的分析可以實現部分電路故障的預測，將故障集中發生之前便消除隱患，有效減少電力系統故障發生的概率，提升電力供應的穩定性。第二，現代電力供應系統設計是復雜的，存在大量的線路故障檢修人員無法通過外在體現直接確定其成因。智能電力監控系統諧波分析功能可以幫助檢修人員進一步了解故障發生的原因及位置，提升故障檢修工作的效率。當電力系統故障發生時，可以以最快速度恢復正常電力供應。

（六）安全管理措施

安全管理措施在于智能電力監控系統可以賦予不同人員不同的權限，并詳細記錄各級人員在系統中的操作。

其在電力供應保障中的應用主要有：第一，多級權限限制可以避免基層人員在電力系統內部胡亂操作，影響電力供應的正常進行，最大可能排除人為因素對電力系統的影響；第二，該項功能的全面應用有助于企業內部建立完善的電力故障追責制度，促使各級檢修人員以更加積極的態度開展工作，可以為電力供應的正常進行提供多級保護。但該項功能在運用進程中需要注重對各級人員的權限進行合理劃分，避免權限劃分過于嚴格限制值班人員檢修工作的順利展開。

（七）運行及配電管理功能

運行及配電管理功能主要職責在于電力系統中電能的劃分，其在電力供應保障中應用的主要模式為與電力信息采集系統相互配合，調整電力分配，提升電力服務的針對性，優化電力資源的使用。

三、結論

智能電力供應系統可以自動對電力系統運行信息進行采集、分析并發出針對性指令，其在電力保障中的應用可以改變傳統電力供給方式，提升電能使用效率；加強電力系統監管，提升電力供給穩定性；加速電力故障的發現、分析與維修，縮短故障斷電時間，最大程度上保證電力的持續供給。