智能建筑中電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用分析及前景優(yōu)化

摘要：本文主要針對(duì)智能建筑中電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用展開深入研究，先闡述了電力智能監(jiān)控系統(tǒng)功能特點(diǎn)。如提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率、降低能源成本、優(yōu)化資源等等；然后分析了智智能建筑中常規(guī)電力監(jiān)控和電能質(zhì)量監(jiān)控應(yīng)用，進(jìn)而促進(jìn)智能建筑更好地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能建筑；電力監(jiān)控系統(tǒng)；應(yīng)用

    在經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展下，也使得計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)得到了迅速發(fā)展，并在相關(guān)產(chǎn)業(yè)中，取得了一定的進(jìn)步。隨著生活和公共建筑在智能管理和節(jié)能要求不斷提高下，也出現(xiàn)了電力監(jiān)控系統(tǒng)，并逐漸引入在人們的生活中。通過(guò)經(jīng)濟(jì)氛圍的優(yōu)化下，在辦公和生活環(huán)境上，也使得人們對(duì)此環(huán)境的安全性和舒適性不斷提高，其出現(xiàn)了智能建筑，在生活質(zhì)量和信息服務(wù)上，使其實(shí)現(xiàn)了兩者結(jié)合。對(duì)于電力智能建筑和電力管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，兩者之間有著相輔相成的關(guān)系?；诖耍疚纳钊胙芯苛酥悄芙ㄖ须娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。

1.1 提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率

    針對(duì)電力智能監(jiān)控系統(tǒng)，工作人員通過(guò)對(duì)此系統(tǒng)設(shè)置下，可實(shí)現(xiàn)正確的判斷和操作，而且還是在較短的H~f.q內(nèi)。與此同時(shí)，從現(xiàn)場(chǎng)人員的角度上來(lái)看，對(duì)于電能流量的狀態(tài)，由“透明化"下，對(duì)此狀態(tài)同步了解，所以，如果發(fā)生了故障，其解決和處理的及時(shí)化；而且相關(guān)人員不在現(xiàn)場(chǎng)下，也能對(duì)故障信息進(jìn)行獲取，主要就是在系統(tǒng)配置下，通過(guò)對(duì)無(wú)線的利用將其發(fā)來(lái)的模板，針對(duì)此設(shè)備在使用上，能將其使用的情況充分反映出來(lái)，便于工作人員更好地維護(hù)，將此合理安排到位。

1.2 降低能源成本

    電力智能監(jiān)控系統(tǒng)在能源上，對(duì)其成本可優(yōu)化。在電力智能監(jiān)控系統(tǒng)下，針對(duì)電量的基準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，將反常用電量基準(zhǔn)檢測(cè)出來(lái)，在用電量上，可進(jìn)行跟蹤；從優(yōu)化管理的負(fù)載的角度上來(lái)看，在各區(qū)域之間，其用電上，將簡(jiǎn)單的負(fù)荷方案制定出來(lái)；在電能上，如果由于質(zhì)量的問(wèn)題使得損耗，可將相應(yīng)的賠償要求提出來(lái)。

1.3 優(yōu)化資源

    從電力智能監(jiān)控系統(tǒng)的角度上來(lái)看，針對(duì)相關(guān)設(shè)備后備用量可以正確評(píng)估出來(lái)，如電網(wǎng)、配電盤和配電柜等相關(guān)的設(shè)備，因?yàn)樵谄湎鄳?yīng)的數(shù)據(jù)下，將電子資源使用的情況充分反映出來(lái)，而且此數(shù)據(jù)還正確化，由此以來(lái)，從業(yè)主的角度上來(lái)看，給電力資源和決策的調(diào)配帶來(lái)了便利，促進(jìn)配電系統(tǒng)更好地發(fā)展。

2.1 常規(guī)電力監(jiān)控應(yīng)用

    在電力系統(tǒng)中，其各檢測(cè)點(diǎn)上，對(duì)于電力參數(shù)的采集監(jiān)視和數(shù)據(jù)記錄統(tǒng)計(jì)和遠(yuǎn)方控制等需求，從常規(guī)的監(jiān)控方案的角度上來(lái)看，可以滿足以上的需求。通常情況下，常用的電力參數(shù)的采集監(jiān)視有以下幾點(diǎn)，分別為開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、電壓、電流、功率和電能等等。除了“電能質(zhì)量監(jiān)視"外，可實(shí)現(xiàn)以上的主要功能。

    對(duì)于某個(gè)大學(xué)園區(qū)來(lái)說(shuō)，有8個(gè)變電站，而且是10KV，每個(gè)變電站都有2臺(tái)變壓器，此變壓器為10KV/380V，通過(guò)兩進(jìn)一線母聯(lián)結(jié)構(gòu)，且從每個(gè)變電站來(lái)看，其內(nèi)部上，都有低壓饋出線。為了對(duì)學(xué)校的正常教學(xué)和科研等方面其供電上提供重要的保障，從學(xué)校的角度上來(lái)看，可通過(guò)電力監(jiān)控系統(tǒng)。并結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，合理運(yùn)用常規(guī)監(jiān)控方案。進(jìn)而可將全系統(tǒng)進(jìn)行劃分，劃分成子工作站和監(jiān)控中心，可劃分成的子工作站為8個(gè)，監(jiān)控中心為1個(gè)，運(yùn)用光纖以太網(wǎng)的主通信網(wǎng)，在子站內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層中，通過(guò)Modbus總線通信接入TCP/IP太網(wǎng)，在實(shí)際接入的過(guò)程中，可通過(guò)串口服務(wù)器。并將主服務(wù)器設(shè)在監(jiān)控中心，主服務(wù)器的數(shù)量為2個(gè)；1臺(tái)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析中應(yīng)用；1臺(tái)在系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控中應(yīng)用。

 

2.2 電能質(zhì)量監(jiān)控應(yīng)用

    從電能質(zhì)量監(jiān)控應(yīng)用方案的角度上來(lái)看，其電壓波動(dòng)和電能質(zhì)量問(wèn)題等方面，可進(jìn)行相應(yīng)監(jiān)視，還做到全面化，而且在系統(tǒng)功能中的全部功能中，使其能更好地實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，通過(guò)波形捕捉功能下，如果波形發(fā)生了異常，針對(duì)此變化能將其記錄下來(lái)，而且對(duì)電能質(zhì)量和故障的分析上，對(duì)于這些波形記錄來(lái)說(shuō)，可作為一定的依據(jù)。

    對(duì)于電能質(zhì)量來(lái)說(shuō)，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，如機(jī)場(chǎng)行業(yè)和電信羞樞紐行業(yè)等，在供電上的要求比較高，要求要做到連續(xù)性，這對(duì)于電力監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也提出了相應(yīng)的特殊要求，為不僅要實(shí)現(xiàn)常規(guī)的監(jiān)控功能，而且還能監(jiān)視電能質(zhì)量，如果發(fā)生了故障，在記錄和分析上，實(shí)現(xiàn)快速化[3]。針對(duì)特殊場(chǎng)合，從用戶的角度上來(lái)看，要運(yùn)用電能質(zhì)量監(jiān)控方案。

     我們以重要工業(yè)建筑為例，對(duì)于此建筑來(lái)說(shuō)，其35KV進(jìn)線上有2條，而且是獨(dú)立的，母線單分段運(yùn)行，其中母線為10KV，而且每條母線都有變壓器，此變壓器為10KV/400V，每臺(tái)變壓器饋線回路供電有100條左右。為此，可采取以下監(jiān)控設(shè)備配置方案，35KV進(jìn)線上，來(lái)配置電力線路監(jiān)控儀，此監(jiān)控儀為CM4000T，而且在整個(gè)系統(tǒng)中，其系數(shù)上，是高的?；诖耍诰群凸δ苌?，將這兩方面高的設(shè)備針對(duì)此回路來(lái)展開監(jiān)視。通常情況下，CM4000T配置主要對(duì)供電電源側(cè)的電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)視，避免給系統(tǒng)帶來(lái)一定的影響。

     對(duì)于電子監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在人們的生產(chǎn)和生活方面，起著重要的作用。近年來(lái)，在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展下，也出現(xiàn)了各種各樣的問(wèn)題，如環(huán)境污染問(wèn)題、社會(huì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)絮亂問(wèn)題等等。基于此，電力監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)朝著自動(dòng)化的方向發(fā)展。針對(duì)海量化的信息，能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行存儲(chǔ)，針對(duì)數(shù)據(jù)搜集和分析工作順利完成，而且還是迅速化，使其能夠快速解決相關(guān)問(wèn)題，節(jié)省了人力，還節(jié)約了資源，提高了資源利用率。

4.1 概述

     針對(duì)用戶變電站（一般為35kV及以下電壓等級(jí)），通過(guò)微機(jī)保護(hù)裝置、開關(guān)柜綜合測(cè)控裝置、電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、配電室環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、弧光保護(hù)裝置等設(shè)備組成綜合自動(dòng)化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了變電、配電、用電的安全運(yùn)行和全面管理。監(jiān)控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。

     Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化及無(wú)人值守的要求，針對(duì)35kV及以下電壓等級(jí)研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護(hù)、監(jiān)測(cè)、控制、通信等功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級(jí)的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的控制和管理，滿足變電站無(wú)人或少人值守的需求，為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

4.2 應(yīng)用場(chǎng)所

     適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

4.3 系統(tǒng)架構(gòu)

      Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計(jì)，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，組網(wǎng)方式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。

4.4 系統(tǒng)功能

4.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：直觀顯示配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路有關(guān)故障、告警等信號(hào)。

 

4.4.2電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細(xì)電參量。

4.4.3曲線查詢：可以直接查看各電參量曲線。

4.4.4運(yùn)行報(bào)表：查詢各回路或設(shè)備時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)。

4.4.5實(shí)時(shí)告警：具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈愤b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

4.4.6歷史事件查詢：對(duì)事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

4.4.7電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表：系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況。

4.4.8用戶權(quán)限管理：設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。

4.4.9網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D：支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

4.4.10電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)：可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。

 

4.4.11遙控功能：可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

4.4.12故障錄波：可在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過(guò)程的各種電氣量的變化情況。

4.4.13事故追憶：可自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)信息。

4.4.14 Web訪問(wèn)：展示頁(yè)面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量等概況信息，設(shè)備通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。

4.4.15 APP訪問(wèn)：設(shè)備數(shù)據(jù)頁(yè)面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)以及曲線。

 

4.5 系統(tǒng)硬件配置

 

 

 

     總而言之，在信息時(shí)代的背景下，對(duì)于電子監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，作為時(shí)代的產(chǎn)物，充分反映了人們對(duì)生活質(zhì)量和簡(jiǎn)約工作程序的追求。而且在智能建筑中，可廣泛進(jìn)行應(yīng)用，促進(jìn)了人們生活的簡(jiǎn)約化?？梢哉f(shuō)電子監(jiān)控系統(tǒng)涉及生活方方面面。

 

[1]李庸長(zhǎng).智能建筑中電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].四川水泥,2018(8):125.

[2]王永濤.電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用[J].電工技術(shù),2019(8):24-39.

[3]黨舜.智能建筑中電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J].通訊世界,2018(21):116-117.

[4]劉章銀，彭衛(wèi)東.智能建筑中電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用分析.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版本

 

作者簡(jiǎn)介

劉細(xì)鳳，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司