摘要：本文介紹利用先進的智能電力儀表技術，完成對配電系統(tǒng)電能的智能管理。它的使用不但可以24小時在線檢測供電運行狀況，而且還可以自動發(fā)出控制指令和告警信息，自動記錄配電系統(tǒng)運行參數(shù)、統(tǒng)計有關信息。為廣播電視安全播出提供了供電保障，還大大減輕了值班人員的工作強度，提高了工作效率。

關鍵詞：低壓配電電能管理；智能監(jiān)測

1 供配電系統(tǒng)基本情況

單位目前用電負荷在60~85kWh,主供電有:10kV供電線路一回沒有備用回路;160kV10kV/0.38kV三相主變壓器1臺;125kV柴油發(fā)電機一組。配電設備共計有:市電輸入柜1個,配電柜5個,機/市電切換入柜1個,100kV三相穩(wěn)壓器2臺。其中發(fā)電機房配電系統(tǒng)距離機房控制室近60m,有市電輸入柜1個,切換柜1個,配電柜1個(3個回路):發(fā)射機房在三樓,有配電柜3個;二樓有配電室配電柜1個(4個輸出回路),穩(wěn)壓器兩臺。保護裝置:具有過壓、過流、缺相保護等功能智能能斷路器2個,分別裝配兩個配電柜中。配電系統(tǒng)結構如圖1所示。

2 設計目的與原理

2.1設計目的

（1）實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)低壓配電系統(tǒng)的監(jiān)測、控制和管理。

（2）實現(xiàn)對整個配電系統(tǒng)的相線電壓、電流,系統(tǒng)有功、無功、視在功率,功率因數(shù)、系統(tǒng)頻率的監(jiān)測

（3）具有越限報警功能

（4）應急控制功能

2.2設計原理

現(xiàn)代自動化監(jiān)控系統(tǒng)是在現(xiàn)代計算機技術和網(wǎng)絡通信技術的基礎上發(fā)展起來的,自動監(jiān)控系統(tǒng)也是一種信息管理系統(tǒng),系統(tǒng)信息包括:采集和變換信息;通信設備傳送信息;調(diào)度中心使用信息。

微機監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。

機房低壓配電監(jiān)控管理系統(tǒng)就是基于上述原理和結合單位實際情況建立起來的。電能管理系統(tǒng)多采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結構,即站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層組成。站控管理層是針對配電監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機交互的直接窗口,也是系統(tǒng)的頂層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備,如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。監(jiān)控系統(tǒng)軟件具有良好的人機交互界面,對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理,并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況。

網(wǎng)絡通訊層主要是由通訊管理機、以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁,負責對現(xiàn)場設備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時,轉達上位機對現(xiàn)場設備的各種控制命令。現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端(RTU),主要由智能儀表組成,采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構成數(shù)據(jù)采集終端,向數(shù)據(jù)中心上傳存儲的監(jiān)測數(shù)據(jù)。測量儀表擔負著基層的數(shù)據(jù)采集任務,其監(jiān)測的數(shù)據(jù)必完整、準確并實時傳送至數(shù)據(jù)中心。

3 設計內(nèi)容

經(jīng)過分析只要在配電室1配出柜輸入端、配電室2的輸入柜輸入端、發(fā)射機房(穩(wěn)壓器1、穩(wěn)壓器2、非穩(wěn)壓3回路)輸入端安裝采集裝置就可以全面了解和控制整個配電系統(tǒng)的供電情況。總體結構設計圖如圖3所示。

采集終端位置見圖中的智能電表設備機房3塊、配電室一配出柜1塊、配電室二低壓配電柜1塊,計5塊。

圖3總體結構圖

4 安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案

4.1概述

用戶端消耗著整個電網(wǎng)80%的電能，用戶端智能化用電管理對用戶可靠、安全、節(jié)約用電有十分重要的意義。構建智能用電服務體系，全面推廣用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設備用電管理解決方案，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內(nèi)容主要包括：先進的表計，智能樓宇、智能電器、增值服務、客戶用電管理系統(tǒng)、需求側管理等課題。

安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過對用戶端用電情況進行細分和統(tǒng)計，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各分項用電的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節(jié)約電能，為用戶進一步節(jié)能改造或設備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。

4.2應用場所

（1）辦公建筑（商務辦公、大型公共建筑等）；

（2）商業(yè)建筑（商場、金融機構建筑等）；

（3）旅游建筑（賓館飯店、娛樂場所等）；

（4）科教文衛(wèi)建筑（文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑等）；

（5）通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等）；

（6）交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）。

4.3系統(tǒng)結構

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1實時監(jiān)測

系統(tǒng)人機界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關故障、告警等信號。

4.4.2電能統(tǒng)計報表

系統(tǒng)以豐富的報表支撐計量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。

4.4.3詳細電參量查詢

在配電一次圖中，當鼠標移動到每個回路附近時，鼠標指針變?yōu)槭中危髽藛螕艨刹榭丛摶芈吩敿氹妳⒘浚ㄈ嚯娏鳌⑷嚯妷骸⑷嗫傆泄β省⒖偀o功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線。

4.4.4運行報表

系統(tǒng)具有實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、時間或選擇查詢更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報表方式顯示出來。用戶可以根據(jù)需要定制運行日報、月報，支持導出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導出PDF格式文件。

4.4.5變壓器運行監(jiān)視

系統(tǒng)對配電系統(tǒng)總進線、主變壓器、重要負荷出線的運行狀態(tài)進行在線實時監(jiān)視，用曲線顯示電流、變壓器運行溫度、有功需量、有功功率、視在功率、變壓器負荷率等運行趨勢，分析變壓器負荷率及損耗，方便運行維護人員及時掌握運行水平和用電需求，確保供電安全可靠。

4.4.6實時報警

系統(tǒng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開關、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件進行實時監(jiān)測，并根據(jù)事件等級發(fā)出告警。系統(tǒng)報警時自動彈出實時報警窗口，并發(fā)出聲音或語音提醒。

4.4.7歷史事件查詢

系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

4.4.8 APP支持

電力運維手機支持“監(jiān)控系統(tǒng)”、“設備檔案”、“待辦事項”、“巡檢記錄”和“缺陷記錄”五大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報警查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢等。

5 小結

低壓電能監(jiān)控管理系統(tǒng)經(jīng)過實際的運行,基本能夠滿足日常電能管理監(jiān)測要求,解決了不少用電中存在(三相不平衡、中性線電流過大等)的問題。它能夠清楚記錄配電系統(tǒng)日常運行參數(shù),特別對三相不平衡、過電壓電流等非正常情況能清楚記錄每個報警的數(shù)據(jù)、時間,為提高配電維護管理水平,保證廣播電視安全播出提供十分有價值的資料。不間斷地實時監(jiān)測系統(tǒng),克服以往過分依賴值班員的作法,實現(xiàn)管理由“人工”到“智能”的根本性轉變,大大減輕值班人員的工作量,提高工作效率,增加設用電的可靠性,為安全用電打下良好基礎。

參考文獻

[1]劉家曉.廣播電視發(fā)射臺低壓配電系統(tǒng)電能管理技術的應用

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊 2022.05版

作者介紹：

安躍強，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為為智能電網(wǎng)供配電。