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淺談配電房智能化管理探索的研究應(yīng)用

更新時(shí)間:2021-12-09 點(diǎn)擊次數(shù): 488次

 劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司   上海嘉定   201801
 
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?;诖它c(diǎn),文章從配電房管理的現(xiàn)狀分析入手,對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)
0 引言
       電力系統(tǒng)的運(yùn)行、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分析探討。
1 配電房管理現(xiàn)狀分析
       配電房又被稱之為配電室或配電所,它是電力系統(tǒng)中*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、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)生故障問題,則會(huì)因?yàn)闊o固定解決模式,導(dǎo)致無法及時(shí)進(jìn)行維修處理,一般需要等待比較長的時(shí)間才會(huì)得到維修,若是大型的設(shè)備損壞,短時(shí)間無法修復(fù)且無備用設(shè)備填補(bǔ)時(shí),則要上報(bào)相關(guān)部門解決,這個(gè)過程比較繁瑣,耗時(shí)長,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,對信息采集的優(yōu)先級進(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)先級最高,系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先對此類參數(shù)進(jìn)行采集和監(jiān)測。
2.1.2 故障預(yù)警管理
       配電設(shè)備在運(yùn)行的過程中,不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障,該功能可以對配網(wǎng)故障進(jìn)行預(yù)測和預(yù)警,并在故障問題發(fā)生之后,快速對故障原因進(jìn)行診斷,并對故障點(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)場電氣設(shè)備的測量參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測之外,還能對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢,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,數(shù)據(jù)量會(huì)隨之不斷增多,此時(shí)系統(tǒng)會(huì)對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)存處理。
2.1.4 網(wǎng)絡(luò)與管理
       (1)如果現(xiàn)場的配電設(shè)備出現(xiàn)故障問題,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)行性,需要配備相關(guān)的管理功能,具體包括對用戶使用權(quán)限的管理、對系統(tǒng)操作記錄的管理等。
2.1.5 其它管理功能
       (1)預(yù)測負(fù)荷。系統(tǒng)能夠通過對臺(tái)區(qū)總功率的計(jì)算,并結(jié)合歷史運(yùn)行數(shù)據(jù),對下一階段的負(fù)荷情況進(jìn)行預(yù)測,從而為設(shè)備檢修計(jì)劃的合理安排提供依據(jù),以此來提升配電網(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,對電容器的投切進(jìn)行自動(dòng)控制,以此來達(dá)到無功補(bǔ)償?shù)哪康摹?/div>
       (3)智能化管理系統(tǒng)可以對用戶的各次諧波進(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+無線的通信網(wǎng)絡(luò),在確??煽客ㄐ诺那疤嵯?,實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測、控制以及故障管理,從而提高配電網(wǎng)的運(yùn)行的性與穩(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,如斷路器等,并在配電房內(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,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,即無線網(wǎng)絡(luò)和離線訪問。
2.3.2 通信層
       可以按照配電網(wǎng)中智能終端的數(shù)量,在配電房內(nèi)設(shè)置控制柜,利用控制柜對配電房的電氣設(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)場層
       在配電房的開關(guān)柜內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的智能終端,主要負(fù)責(zé)信號采集,包括開關(guān)量信號和模擬量信號。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。
2.4 系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢
       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)場層采用的是智能終端設(shè)備,可將現(xiàn)場的電流、電壓等電氣量信號轉(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,并對配電房的運(yùn)行進(jìn)行在線監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)故障問題能夠給出解決對策,避免了長時(shí)間大范圍停電給用戶造成的影響。由此可見,該系統(tǒng)具有一定的推廣使用價(jià)值。
 
3 安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型
3.1簡介
       安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實(shí)際情況,結(jié)合多年的變電站和配電室的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了智能開關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、門禁、燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等功能。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境優(yōu)化,避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障,保證維護(hù)人員,延長設(shè)備使用壽命,減少配電室粗放式管理導(dǎo)致成本過高,同時(shí)實(shí)現(xiàn)配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。
3.2系統(tǒng)功能
3.2.1 通信管理
       安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對整個(gè)配電室范圍內(nèi)的通信設(shè)備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
3.2.2實(shí)時(shí)監(jiān)測
       安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好,能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息,如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。
3.2.3 數(shù)據(jù)查詢
       在人機(jī)界面中,可以直接查看配電室個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
3.2.4曲線查詢
       在曲線查詢界面,可以直接查看遙測參量曲線,包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。
3.2.5運(yùn)行報(bào)表
       查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表,包括日報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表和查詢報(bào)表等。
3.2.6實(shí)時(shí)告警
       科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告警如右圖所示:
3.2.7 歷史事件查詢
       安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
3.2.8 用戶權(quán)限管理
       為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如遙控的操作,數(shù)據(jù)庫修改等)??梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。
3.2.9網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
       安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)??稍诰€診斷設(shè)備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
3.2.10遙控操作
       安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。
3.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)配置選型
 
 
4 結(jié)束語
       綜上所述,配電房智能化管理在提高電力系統(tǒng)運(yùn)行性和穩(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)開發(fā)配電房智能化管理系統(tǒng),通過對該系統(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)的運(yùn)行提供保障。
 
參考文獻(xiàn):
[1]王志剛.配電網(wǎng)的運(yùn)行[J].科技風(fēng),2013(8):267
[2]尚明洋.配電房智能化管理探索
[3]安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)2020.04版
 
作者簡介:
       劉細(xì)鳳,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要從事配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。


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