浅谈配电房智能化管理探索的研究应用

摘  要：在电力系统中，配电房作为末端，它的运行稳定与否直接关系到供电可靠性。为此，必须加大配电房的管理力度。基于此点，文章从配电房管理的现状分析入手，对配电房智能化管理系统的设计应用进行论述。期望通过文章的研究能够对促进配电房管理水平的提升有所帮助。
关键词：配电房；智能化；管理系统
0 引言
       电力系统的运行安全、稳定与否，直接关系到电力用户的供电可靠性。为给电力系统的运行安全性提供强有力的保障，可以引入先进的运行维护方案，即配电房智能化管理，以此来提高电气设备的在线管理和控制能力。借此，下面就配电房智能化管理展开分析探讨。
1 配电房管理现状分析
       配电房又被称之为配电室或配电所，它是电力系统中不可或缺的重要组成部分之一，与用户的用电利益密切相关。配电房在整个配网中的分布相对比较广泛，这在一定程度上增大了管理难度。为保证配电房的安全、可靠、稳定运行，需要多人值守，即便如此，配电设备仍然会出现各种故障问题，从而导致停电，影响电力用户的供电可靠性。由于配电房缺少智能化的管理系统，如果电气设备发生故障问题，则会因为无固定解决模式，导致无法及时进行维修处理，一般需要等待比较长的时间才会得到维修，若是大型的设备损坏，短时间无法修复且无备用设备填补时，则要上报相关部门解决，这个过程比较繁琐，耗时长，导致维修效率降低。为了改变这一现状，应当引入智能化的管理系统。
2 配电房智能化管理系统的设计
2.1 系统的主要功能
2.1.1 监测功能
       配电房智能化管理系统能够按照数据信息的重要程度，对信息采集的优先级进行确定，具体包括如下信息：电网参数、计量参数、电能质量参数、工况信息等等。在上述信息当中，电网参数的优先级*高，系统会优先对此类参数进行采集和监测。
2.1.2 故障预警管理
       配电设备在运行的过程中，不可避免地会出现故障，该功能可以对配网故障进行预测和预警，并在故障问题发生之后，快速对故障原因进行诊断，并对故障点位进行确定。同时，可自动将故障从配电线路中隔离出去，使非故障区域的供电得以快速恢复，由此使配电网具备了自愈功能，运行稳定性和可靠性随之大幅度提升。此外，若是技术条件允许，可以借助网络重构的方法，对配电网的负荷进行均衡处理，实现降低线损的目标。
2.1.3 数据管理
       配电房智能化管理系统采用实时数据和历史数据字典功能，由此除了能够对现场电气设备的测量参数和运行状态信息进行实时监测之外，还能对历史数据进行查询，并且系统能够对数据存储时间进行自动配置。按照历史数据记录，系统可以准确绘制出某个参数在一时间段内的运行趋势图，从而为负荷分析提供依据。当配电设备发生故障后，系统会对故障的发生时间、成因、变量等信息进行记录，为工作人员分析故障提供可靠的数据支撑。随着管理系统运行时间的不断延长，数据量会随之不断增多，此时系统会对历史数据进行转存处理。
2.1.4 网络与安全管理
       （1）如果现场的配电设备出现故障问题，或是定期检修需要设备停运时，为确保系统的通信效率，可借助卸载的方式，使系统临时终止与该站点之间的通信。待设备恢复正常之后，利用重新登录功能建立通信连接。
       （2）为确保智能化管理系统的运行安全性，需要配备相关的安全管理功能，具体包括对用户使用权限的管理、对系统操作记录的管理等。
2.1.5 其它管理功能
       （1）预测负荷。系统能够通过对台区总功率的计算，并结合历史运行数据，对下一阶段的负荷情况进行预测，从而为设备检修计划的合理安排提供依据，以此来提升配电网的运行经济性。
       （2）智能化管理系统能够按照电压与功率因数就地进行调节，如果此项功能因故障失灵，则系统会改为远程监控模式，并在计算之后，对电容器的投切进行自动控制，以此来达到无功补偿的目的。
       （3）智能化管理系统可以对用户的各次谐波进行采集，从而为谐波的有效治理提供依据。
2.2 系统的通信网络模式
       为使配电房智能化管理系统的各项功能得以充分发挥，可以采取实时在线的通信网络模式，若是条件允许，则可采用有线+无线的通信网络，在确保可靠通信的前提下，实现配电设备的实时监测、控制以及故障管理，从而提高配电网的运行的安全性与稳定性。配电房智能化管理系统的通信网络如图1 所示。

       如果是新建的项目，设备可以采用通信智能终端，如万能断路器等，并在配电房内设置独立的管理子系统，同时在配电网监控管理中心，设置若干个独立的子系统监控后台计算机，对配电房进行实时在线、远程监控管理，确保配电房的运行安全性。若是改造的项目，出于降低成本的考虑，可以不更换配电柜等设备，加装微机保护测控装置，后续做法与新建项目一致。
2.3 系统设计
       本次提出的配电房智能化管理系统，采用的是当前较为流行的分层设计理念，整个系统由以下几个层次组成：
2.3.1 站控层
       在监控中心内设置相关的监控设备，如工程师站、操作员站、服务器等，借助组态软件完成以下功能的设置：界面、运行监控、数据应用以及设备维护等。为使管理系统能够保持可靠的运行状态，采用双网通信，即无线网络和离线访问。
2.3.2 通信层
       可以按照配电网中智能终端的数量，在配电房内设置控制柜，利用控制柜对配电房的电气设备进行监控和管理，从而实现数据服务、就地通信、设备管理等功能。本系统的通信层采用的是双网冗余现场总线网络，由此使得网络通信的可靠性得到保障。
2.3.3 现场层
       在配电房的开关柜内设置相应的智能终端，主要负责信号采集，包括开关量信号和模拟量信号。同时，终端还具备如下功能：数据运算、保护、控制等，能够将数据经总线传给控制柜。
2.4 系统的应用优势
       本次设计的系统采用的是分层体系，各层之间相互独立、互相联系，依托网络通信进行数据信息互传。系统的现场层采用的是智能终端设备，可将现场的电流、电压等电气量信号转换为 A/D，并以数字量的形式传给智能化管理系统，由此使得中间环节得以简化，不但提升了设备的运行效率，而且还进一步增强了数据的精确度。智能终端能够对分布的工作进行集成，实现集中控制，促进管理水平的提高。同时系统能够对数据进行实时采集和处理，并对配电房的运行进行在线监测，发现故障问题能够给出解决对策，避免了长时间大范围停电给用户造成的影响。由此可见，该系统具有一定的推广使用价值。
 
3 安科瑞配电室环境监控系统的介绍与选型
3.1简介
       安科瑞电气股份有限公司根据配电室实际情况，结合多年的变电站和配电室的运行管理经验，自主研发了安科瑞配电室综合监控系统，实现了智能开关柜运行监控、高压开关柜带电显示、电流电压等负载运行监控、母线测温监测、电缆测温监测、环境监测、有害气体监测、安防监控、采暖通风、门禁、灯光、风机、除湿机、空调控制等功能。实现动力环境各数据的检测与设备控制，实现动力环境优化，避免运行环境的失控导致配电设备运行故障，保证维护人员，延长设备使用寿命，减少配电室粗放式管理导致成本过高，同时实现配电动力环境的分布式远程管理。
3.2系统功能
3.2.1 通信管理
       安科瑞智能配电室综合监控系统可以完成对整个配电室范围内的通信设备进行管理、添加、删除、控制和数据的实时监测。
3.2.2实时监测
       安科瑞智能配电室综合监控系统人机界面友好，能够显示配电室设备的运行状态，实时监测配电室环境参数信息，如视频、温度、湿度、漏水/水浸、水位、有害气体和电参量等。实时显示有关故障、告警等信息。
3.2.3 数据查询
       在人机界面中，可以直接查看配电室个设备的运行数据。
3.2.4曲线查询
       在曲线查询界面，可以直接查看遥测参量曲线，包括温度、湿度、水位、有害气体、电压、电流等曲线。
3.2.5运行报表
       查询配电室内设备的运行数据报表，包括日报表、月报表、年报表和查询报表等。
3.2.6实时告警
       科瑞智能配电室综合监控系统具有实时告警功能，系统能够对配电室温度、湿度、有害气体、设备故障或通信故障等事件发出告警。告警如右图所示：
3.2.7 历史事件查询
       安科瑞智能配电室综合监控系统能够对产生的所有事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和进行历史追溯、查询统计、事故分析。
3.2.8 用户权限管理
       为保障系统稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的保障。
3.2.9网络拓扑图
       安科瑞智能配电室综合监控系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构。可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。
3.2.10遥控操作
       安科瑞智能配电室综合监控系统可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。
3.3Acrel-2000E/B配电室环境监控系统推荐配置选型


 
 
4 结束语
       综上所述，配电房智能化管理在提高电力系统运行安全性和稳定性，具有不可替代的重要作用。为此，应当结合实际情况，设计开发配电房智能化管理系统，通过对该系统功能和通信网络的合理设计，发挥出系统的作用，为电力系统的安全运行提供保障。
 
参考文献：
[1]王志刚.配电网的安全运行[J].科技风，2013（8）：267
[2]尚明洋.配电房智能化管理探索
[3]安科瑞Acrel-2000EB配电室综合监控系统2020.04版
 
作者简介：
       陈芳芳，女，安科瑞电气股份有限公司，主要从事配电室综合监控系统的研发与应用。