淺談智能配電系統(tǒng)在水務(wù)行業(yè)的應(yīng)用

時(shí)間：2023-04-24作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：69

楊翠

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801




 

   摘要：在構(gòu)建智慧水務(wù)和“雙碳”時(shí)代背景下，智能配電系統(tǒng)在水務(wù)行業(yè)中發(fā)揮日益**的重要作用。本文首先回顧了智能配電系統(tǒng)在水務(wù)行業(yè)的發(fā)展歷程，并對(duì)其應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，進(jìn)而展望了智能配電系統(tǒng)在水務(wù)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

   關(guān)鍵詞：智能配電系統(tǒng)；水務(wù)；現(xiàn)狀；趨勢(shì)

1引言

   智能配電是隨著技術(shù)進(jìn)步和用戶需求提升而出現(xiàn)的一個(gè)新的理念。智能配電系統(tǒng)將智能化手段應(yīng)用于常規(guī)配電系統(tǒng)，不僅有助于提高系統(tǒng)的安全性、可靠性，提高能源利用效率，還有助于用戶提升管理水平。本文首先探討了智能配電系統(tǒng)的起源和定義，分析了其組成要素、架構(gòu)、功能。繼而回顧了智能配電在水務(wù)行業(yè)不同階段的應(yīng)用狀況。最后對(duì)數(shù)字化、智能化及“雙碳”背景下，智能配電系統(tǒng)在水務(wù)行業(yè)中的發(fā)展方向和亟待解決的問題進(jìn)行了分析和探討。

2智能配電系統(tǒng)的起源和定義

          2003年6月，在美國(guó)“未來能源聯(lián)盟智能電網(wǎng)工作組”發(fā)表的中**出現(xiàn)了“智能電網(wǎng)”一詞。該報(bào)告將智能電網(wǎng)定義為“集成了傳統(tǒng)的現(xiàn)代電力工程技術(shù)、**傳感和監(jiān)視技術(shù)、信息與通信技術(shù)的輸配電系統(tǒng)，具有較加完善的性能并且能夠?yàn)橛脩籼峁┮幌盗性鲋捣?wù)”⑴。我國(guó)對(duì)智能電網(wǎng)的研究雖然起步相對(duì)較晚，但推進(jìn)速度很快。這場(chǎng)智能化變革已經(jīng)逐漸從輸配電網(wǎng)擴(kuò)展至用戶端，從高壓配電系統(tǒng)擴(kuò)展至低壓配電系統(tǒng)。雖然目前國(guó)內(nèi)尚無智能配電系統(tǒng)*的、明確的定義，各種文獻(xiàn)資料及集成商的表述亦不盡相同，但經(jīng)過歸納、整理可以發(fā)現(xiàn)其在組成要素及特征、基本架構(gòu)和功能等方面的相似之處。

2.1智能配電系統(tǒng)的組成要素及特征

   智能配電系統(tǒng)與傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的不同之處體現(xiàn)在其智能化。所謂智能化指具有感知能力，具有記憶和思維能力，具有學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力，具有行為決策能力。智能配電系統(tǒng)在傳統(tǒng)配電系統(tǒng)基礎(chǔ)上集成了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、信息、傳感、自動(dòng)控制、電力電子等領(lǐng)域的**技術(shù)，具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、融合化特征。集成**技術(shù)的智能化硬件、軟件產(chǎn)品是智能配電系統(tǒng)的基本組成要素。

2.2智能配電系統(tǒng)的基本架構(gòu)

   盡管對(duì)智能配電系統(tǒng)的描述和配置各不相同，但梳理歸納起來智能配電系統(tǒng)的基本架構(gòu)大致相同，都是由底層的智能設(shè)備層和上層的監(jiān)控管理層組成。近年來隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，又增加了云端應(yīng)用層。

2.2.1智能設(shè)備層

   智能設(shè)備層是智能配電系統(tǒng)的基石，是實(shí)現(xiàn)智能化的前提條件。智能設(shè)備層由具備通信接口的各種智能電氣元件和設(shè)備組成，包括智能型斷路器、電力儀表、無功補(bǔ)償裝置、濾波裝置、微機(jī)繼電保護(hù)裝置等電器元件，以及智能型高、低壓開關(guān)柜等電氣成套設(shè)備。智能設(shè)備層包含傳感單元和執(zhí)行單元，既可實(shí)時(shí)為系統(tǒng)決策提供完整、準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)，又可及時(shí)、準(zhǔn)確地實(shí)施系統(tǒng)下達(dá)的各項(xiàng)指令。

   作為數(shù)據(jù)采集者，智能設(shè)備層可實(shí)時(shí)上傳：設(shè)備運(yùn)行參數(shù)（電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、諧波含量等）、設(shè)備運(yùn)行信息（斷路器分/合閘狀態(tài)、手車位置等）、設(shè)備整定信息（斷路器定值參數(shù)等）、設(shè)備維護(hù)信息（溫度、設(shè)備型號(hào)、序列號(hào)、固件版本號(hào)等）等。

   作為指令執(zhí)行者，智能設(shè)備層可根據(jù)監(jiān)控管理層的指令執(zhí)行參數(shù)設(shè)定、定值調(diào)整、分/合閘操作等。

2.2.2監(jiān)控管理層

   監(jiān)控管理層是智能配電系統(tǒng)的**，是系統(tǒng)的“大腦”，直接影響配電系統(tǒng)的智能化水平的高低。監(jiān)控管理層通常采用模塊化設(shè)計(jì)的軟件，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，接收、處理設(shè)備層上傳的信息，經(jīng)過處理、數(shù)據(jù)挖掘，通過畫面呈現(xiàn)、控制指令輸出、信息提示等方式實(shí)現(xiàn)不同的功能。由于每個(gè)軟件模塊對(duì)應(yīng)不同的功能，因此軟件模塊的數(shù)量和質(zhì)量是決定配電系統(tǒng)智能化水平的關(guān)鍵。

2.2.3云端應(yīng)用層

   云端應(yīng)用層通過云端服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、處理，為用戶提供**的決策指導(dǎo)及技術(shù)支持。也有一些生產(chǎn)商將監(jiān)控管理層的功能置于云端，這樣可有效降低系統(tǒng)的初期投資和后期的運(yùn)行維護(hù)成本、易于擴(kuò)展。

2.2.4通信網(wǎng)絡(luò)

   智能設(shè)備層與監(jiān)控管理層之間的數(shù)據(jù)交換通常采用現(xiàn)場(chǎng)總線或以太網(wǎng)形式。具備RS485接口的電氣裝置加裝通訊模塊可釆用總線連接，通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后利用以太網(wǎng)連接至上層系統(tǒng)；具備以太網(wǎng)接口的電氣裝置加裝通訊模塊可直接連接至上層系統(tǒng)。

2.3智能配電系統(tǒng)的功能

   智能配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)從功能化向智能化升級(jí)，自動(dòng)化程度高、可靠性、穩(wěn)定性強(qiáng)、界面友好，可為用戶提升能源利用效率和管理水平提供多維度支持。智能配電系統(tǒng)的功能因集成商的理解和側(cè)重不同而存在差異，歸納起來主要有能效管理、電能質(zhì)量管理、電氣資產(chǎn)管理和運(yùn)行維護(hù)管理等方面。前兩者為基本功能，后兩者為較**別的功能，且上述功能在不同配置下實(shí)現(xiàn)的層級(jí)也不同。


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