淺析低壓配電管理系統(tǒng)智能化的運用

深圳市前海能源科技發(fā)展有限公司 李志軍

近年來，我國社會經(jīng)濟發(fā)展水平有了顯著的提升，在這個過程中各個領域都取得了良好的成績，與此同時各個行業(yè)和民眾的生活對于電力能源的需求量在不斷的增加，因此對配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和智能化提出了更高的要求。以往低壓配電控制模式中，配電控制、保護以及監(jiān)視功能都是需要借助低壓開關控制柜來實現(xiàn)，開關控制柜中會設置大量的基礎結構設施，并且需要人工進行操控，即使有針對性的智能化改造通常也都是需要利用電量變送器以及微處理器來加以輔助方可實現(xiàn)。但是這種改造模式需要的成本相對較多，并且整個系統(tǒng)中會存在大量的線路連接，整體穩(wěn)定性較差，也無法對當代工業(yè)技術的開發(fā)給予良好的幫助，所以要對智能低壓配電管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性進行不斷的研究和創(chuàng)新。

在科學技術快速發(fā)展的推動下，我國智能化低壓配電管理系統(tǒng)中涉及到的模擬量傳輸方式正式進入了數(shù)字網(wǎng)路傳輸技術時代。與以往傳統(tǒng)模擬量傳輸方式存在明顯差別的是，智能化低壓配電管理系統(tǒng)表現(xiàn)出了物聯(lián)化發(fā)展態(tài)勢，啟停開關大都運用具備通信功能的智能化元件，如智能鑰匙、智能鎖等技術，這些智能元件通常都被設置在開放式的通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的傳遞采用數(shù)字化模式，信息技術與系統(tǒng)網(wǎng)絡銜接通常可以運用機器學習技術來輔助實現(xiàn)自動運行，從而切實提升系統(tǒng)運行的智能化。

1 智能化低壓配電管理系統(tǒng)基本組成原理及特點

1.1 基本組成原理

智能化低壓配電管理系統(tǒng)最突出的特征就是運用了數(shù)字化時代的專業(yè)技術成果，其以當前最先進的斷路器、接觸器、繼電器為核心，綜合運用新型智能電表儀器以及諸多專業(yè)零部件，針對配電主回路和分支線路的電流、電壓、電能功率進行全面檢測，并且也可對電器的分合來實施把控和監(jiān)督；其次，配合通信網(wǎng)絡和高水平的遠程監(jiān)控軟件，能夠完成對低壓配電系統(tǒng)的全面監(jiān)測、診斷和故障預警。

一個完整的智能化低壓配電管理系統(tǒng)通常都是由下面幾個部分組合而成：首先是監(jiān)控主機，是一種利用通信以及數(shù)據(jù)采集前端來針對智能裝置進行保護和監(jiān)控并且完成指令的傳遞的設備，它借助保護、監(jiān)控智能裝置和現(xiàn)場智能裝置來完成對變配電設備的監(jiān)督和控制。監(jiān)控主機的主要作用是對圖形進行監(jiān)督、編制報表、曲線分析；其次是通信以及數(shù)據(jù)收集前端機，它的核心作用就是與底層現(xiàn)場設備進行通信并且完成對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一收集和控制，通信和數(shù)據(jù)收集前端機會兼容工程牽涉到的所有設備及系統(tǒng)；第三是現(xiàn)場智能裝置，其具有對信息收集、模擬量采集以及開關遙控等諸多功能，并且也可以獲取開關量；最后是通信網(wǎng)絡，它在整個系統(tǒng)之中的作用是非常重要的，系統(tǒng)中涉及到的所有分支都是利用通信網(wǎng)來實現(xiàn)連接的[1]。

1.2 處理智能化

第二代數(shù)字化低壓配電管理系統(tǒng)通常也被稱之為分布式控制系統(tǒng)，其現(xiàn)場實際運用有效推動了配電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，而第三代智能化低壓配電管理系統(tǒng)可以完成自動化故障處理，并且在保證系統(tǒng)運行的安全性方面可以起到積極的作用。就供電質(zhì)量來說，第三代智能化配電管理系統(tǒng)誤差概率相對較低，并且具有機器學習的系統(tǒng)、能夠完成自我維護，從而有效縮減了企業(yè)的維修成本，對于企業(yè)運營效率提升能夠起到積極地作用。

智能化低壓配電管理系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)組件方面采用數(shù)模轉換芯片，這也是物聯(lián)技術發(fā)展所取得的重要成績，也是第三代低壓配電管理系統(tǒng)與第二代系統(tǒng)之間所存在的重要差別。這種芯片處理技術最為重要的就是將系統(tǒng)原件當作是終端、而并非是啟停元部件，不但能保證系統(tǒng)具有較高的測量準確度，還可以將系統(tǒng)的分散性控制保持在最低狀態(tài)，這些優(yōu)越性使得系統(tǒng)運行穩(wěn)定性得到了良好保障和提升。

1.3 網(wǎng)絡連通

第三代智能化低壓配電管理系統(tǒng)現(xiàn)今最為流行的是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（Fieldbus Control System,FCS），在整個系統(tǒng)中智能原件往往都是在保護裝置外層提前預留出數(shù)字通信接口，元件的實際運行情況會在顯示屏中展示，并會對信息進行統(tǒng)一的收集和處理，最終將其與其他相關組件進行連接從而形成完整的自動化系統(tǒng)。這些組件中通常會借助程序的設定、從而能夠實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的共享，且能夠維持自動運行的狀態(tài)。所有的系統(tǒng)都可以利用電子設備來完成對終端原件的監(jiān)控和檢查，并不需要主控監(jiān)察和現(xiàn)場檢查工作[2]。

2 當前低壓配電管理工作中存在的問題

2.1 低壓配電管理措施缺乏必要的科學管理

管理機制不健全。低壓配電管理中的管理機制一直是處于較為松散的狀態(tài)，且缺乏健全的管理制度，特別是管理機制和具體的管理手段較為陳舊，缺乏高效的管理理論指導以及科學的管理規(guī)范；抄表管理措施把握不嚴。當前低壓配電管理中，尤其是抄表管理往往是管理執(zhí)行上較為薄弱的環(huán)節(jié)。缺乏必要的嚴格制度，也存在著基層工作人員的思想松懈、工作狀態(tài)不佳、缺乏盡職守責的工作態(tài)度。這也是缺乏必要的人員管理造成的問題。

缺乏有效的用電監(jiān)督。當前低壓配電管理中需要解決的還有防治偷電盜電問題，這是低壓配電工作過程中須應對和解決的問題，缺乏硬件設施的輔助和必要的人員檢查監(jiān)督，尚未實現(xiàn)較為全面的高效用電監(jiān)督管理模式；對設備設施檢查和維護意識松懈。當前低壓配電管理工作中很大一部分問題往往出現(xiàn)在設備故障造成的影響上，設備設施往往由于工作人員對設備設施檢查維護意識松懈，導致缺乏必要的維護和設備檢側，影響到設備設施進行全面系統(tǒng)保養(yǎng)維護，一定程度上影響到設備正常運行。

2.2 低壓配電設施發(fā)展影響低壓配電管理

這一部分原因的具體影響因素因各地區(qū)具體電網(wǎng)設施情況而存在一定的差異，從總體上來看，主要是當前低壓配電電網(wǎng)的設備設施建設往往滯后于當前低壓配電的實際發(fā)展需求，從而導致在實際用電情況中與低壓配電設施發(fā)展現(xiàn)狀產(chǎn)生一定矛盾，從而產(chǎn)生低壓配電管理中的一些問題。當前低壓配電設施建設狀況中幾個較為突出的問題，主要是低壓配電變壓器故障較多、低壓配電柜設施陳舊、進戶線下戶線標誰不一、缺乏低壓補償措施等。

2.3 當前配電網(wǎng)系統(tǒng)的主要缺陷

經(jīng)過實踐分析研究我們發(fā)現(xiàn)，當前配電網(wǎng)絡管理系統(tǒng)中所涉及到的問題主要集中在以下幾個方面：首先系統(tǒng)覆蓋范圍較大，如果遇到鑰匙錯誤或者是鎖具更換而沒有及時調(diào)整鑰匙的情況，需要暫停現(xiàn)場工作，這樣必然會降低工作效率；并且因為擁有大量的鑰匙，所以鑰匙的編號以及更新工作極其繁雜，導致時間和資源的浪費；如若不能切實落實鑰匙管理工作，出現(xiàn)開鎖沒有記錄或者是隨意拿取鑰匙的情況，也將對現(xiàn)場問題的溯源工作造成不良影響；其次，現(xiàn)場工作進度與配電控制存在脫節(jié)的情況，這樣會造成控制中心不能對現(xiàn)場工作進行全面的監(jiān)督和管控，最終會對工作的整體效率和效果造成諸多的損害[3]。

3 鑰匙設備智能化的管理手段

3.1 利用智能化鑰匙進行系統(tǒng)管理

首先，就那些需要利用智能鎖具的管理系統(tǒng)來說，其實質(zhì)就是智能鎖具能夠在獲得授權之后對配電網(wǎng)鎖具實施啟動，借助這種智能鑰匙能夠完成對所有的環(huán)網(wǎng)柜、開關以及分支箱等設備的鎖具進行控制；其次，在這種系統(tǒng)模式中涉及到的智能鑰匙設置了無線信息收送裝置，操作人員可以針對鎖具進行切實的操控，并且會向控制室進行信息反饋，保證控制室內(nèi)的工作人員可以對鎖具各方面情況進行全面了解和掌控，這樣才可以對現(xiàn)場工作進行準確的判斷。同時也可以利用遠程通信控制功能來實現(xiàn)對鎖具的遠程控制，從而提升工作的整體效率，保證操作的安全性。

再有，借助上位管理軟件中設備的位置信息，操作人員可以更加高效的對各項信息進行收集和存儲，也可以解鎖自動生成序列，這樣就可以利用紅外線或者是遠程無線的方式來實現(xiàn)對鎖具的智能控制。還有，智能鑰匙屬于需要授權才可以啟動的專用解鎖鑰匙，其中權限的管理功能能夠對各種人員的權限來加以判斷，并且能夠完成對操作過程中的全程自動化記錄，利用自開票的功能來提升現(xiàn)場工作人員的工作效率，借助無線接收器來完成指令的傳遞或者操作；最后，這種智能鑰匙可以切實的規(guī)避外盜復制的情況發(fā)生，從而為智能化安全管控和防竊電管理工作的實施起到了積極的輔助作用[4]。

3.2 智能鎖具的具體要求

首先，就這一管理系統(tǒng)之中所運用的智能鎖具來看，最為重要的就是需要利用高品質(zhì)的不銹鋼或者是黃銅控制的鎖具，應當保證能夠滿足機械強度和抗腐蝕性環(huán)境的需要；其次是智能化控制線路的設計，應當確保其具有良好的安全性；最后對于環(huán)網(wǎng)柜、開閉所、分支箱等各類配電網(wǎng)設備都需要設計不同種類的鎖具，這樣才可以保證整個系統(tǒng)的性能。在系統(tǒng)中設計多個外接接口，從而有效的擴展系統(tǒng)的整體性能，所使用的鎖具結構應當遵從模塊化的方式來完成設計，這樣也可以為后續(xù)維護工作起到積極的輔助作用。

智能鎖具一般具備幾個典型功能：第一高速通信功能，對于智能驗電鑰匙可以利用調(diào)整其波特率來促進通信效率的提升，也可以結合實際需要進行合理地設置；第二大容量存儲功能，智能驗電鑰匙中往往會配置高速存儲器，其容量最大可以擴展到1GB；第三具有提示性操作功能，操作步驟與時間存在關聯(lián)，將任務和操作步驟按照實際操作流程來進行記錄和存儲，為后續(xù)的查找和分析提供便利；第四多任務功能，能夠實現(xiàn)多任務同時進行；第五具備功能強大的操作菜單，主菜單涉及到并行操作控制、本步操作挑選、系統(tǒng)功能設置以及操作步驟預覽等，所有的主菜單也會進行分層的細化，可以完成四級菜單的功能設置。可以通過菜單選項來進行工作的設置和查詢，并且對所有的操作都會設置密碼權限功能，這樣才可以保證鑰匙使用的便捷性。

3.3 隨機開鎖管理

在智能鑰匙中將所有的鎖具信息進行統(tǒng)一的收集和存儲，在權限判斷成功之后，可以將對應的鎖具進行開啟，并且將各項操作記錄傳遞給控制室，所以可以借助這種管理系統(tǒng)來實現(xiàn)對鎖具信息以及開鎖人信息存儲，同時對開鎖的范圍加以界定。利用計算機和智能鑰匙之間的無線通信，能夠保證現(xiàn)場更好的接收到解鎖的指令、并且完成解鎖功能，將結果反饋給控制室，保證監(jiān)控室內(nèi)的工作人員能夠對現(xiàn)場實際情況進行全面的掌控。再有，在上位機中能夠完成對開鎖人員、時間以及設備等諸多數(shù)據(jù)進行查詢，并且完成對信息的保護，規(guī)避人為操作將信息刪除的情況發(fā)生[5]。