智能監(jiān)控終端在配電網中的應用研究

龔智永

摘? ?要：文章主要針對智能監(jiān)控終端及其在配電網中的應用進行研究與分析，解析配電網智能化建設現(xiàn)狀，指出智能配網在應用中面臨的難題與困難，針對現(xiàn)狀提出智能監(jiān)控終端在配電網中的應用實證。

關鍵詞：智能監(jiān)控終端;配電網;應用

智能電網主要是在電力企業(yè)中引入智能化技術，包括網絡通信技術以及高新技術和設備等，將電力企業(yè)運營、控制、生產有機聯(lián)合在一起。和傳統(tǒng)配電技術相比，智能配電網具有顯著優(yōu)勢，不僅安全系數(shù)高，而且能有效保障電能質量，同時，智能技術的引入也提高了電力系統(tǒng)的自愈能力。作為電力系統(tǒng)的末端，配電網擔負著向企業(yè)以及用戶供電的職能，其可靠性與穩(wěn)定性直接影響著企業(yè)生產以及人們生活。當前，為保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須對系統(tǒng)運行狀態(tài)和運行參數(shù)進行實時監(jiān)控，這也是智能電網的重要任務之一。智能監(jiān)控終端作為配電網數(shù)據實時采集、分析、控制的自動化終端設備，引入通信技術、計算機技術以及智能控制技術，對電力系統(tǒng)智能化、高度一體化融合發(fā)展具有重要意義[1]。

1? ? 配電網智能化建設現(xiàn)狀分析

1.1? 配電網智能化建設現(xiàn)狀

通過對當前配電網發(fā)展以及社會發(fā)展現(xiàn)狀分析，能夠發(fā)現(xiàn)，目前城市用電需求激增，并在未來幾年之內仍會呈現(xiàn)出持續(xù)增長的趨勢。但我國配電網整體運行質量和智能化水平還相對較低，和實際用電需求不相匹配。在這樣背景下，配電網智能化工程建設將成為未來發(fā)展的關鍵內容，具有前瞻性需求。

我國當前配電網智能化建設的中心環(huán)節(jié)主要包括3部分：智能化配電臺區(qū)建設、配電線路智能化建設以及以用戶為核心的用電信息智能采集建設。為實現(xiàn)智能電網的智能化建設，信息系統(tǒng)統(tǒng)一運行平臺的建設成為核心與關鍵，也是當前以及未來配網智能化建設的首要任務。為構建智能化電網信息系統(tǒng)統(tǒng)一運行平臺，智能監(jiān)控終端占據重要地位，直接影響著整個平臺以及系統(tǒng)的運行質量。因此，本文主要對智能監(jiān)控終端建設的需求進行分析，指出其在配電網中應用的具體功能和需求，最后，以智能監(jiān)控終端實證來分析其在配電網中的具體應用。

1.2? 需求分析

針對當前智能電網發(fā)展現(xiàn)狀，加強智能電網建設勢在必行，智能電網建設需求主要集中在以下幾個方面。

（1）根據實際需求建立相匹配的用電企業(yè)配電網數(shù)據采集和監(jiān)控平臺，將電力企業(yè)生產營銷管理系統(tǒng)、電網生產監(jiān)控系統(tǒng)以及智能電表遠程采集系統(tǒng)、實時監(jiān)控系統(tǒng)等聯(lián)合在一起，統(tǒng)一采集、監(jiān)控、數(shù)據共享，實現(xiàn)整個電網信息資源的整合以及電網信息數(shù)據的統(tǒng)一處理[2]。

（2）有效整合電力企業(yè)的信息資源，在此基礎上建立相應的一體化電力企業(yè)信息案例平臺，將電力企業(yè)中的各大系統(tǒng)，包括地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）、企業(yè)資源計劃（Enterprise Resource Planning，ERP）系統(tǒng)以及工程生產管理系統(tǒng)（Power Production Management System，PMS）等，將這些系統(tǒng)集成整合在一起，有效解決電力行業(yè)中的信息孤島問題。

（3）在建立的智能配網數(shù)據平臺系統(tǒng)的基礎上，進行電力系統(tǒng)中人力資源以及財物資源相關信息的采集和監(jiān)控，以此為基礎構建區(qū)域性供電企業(yè)智能運行監(jiān)控與管理中心，為區(qū)域性供電企業(yè)模式化、協(xié)調化發(fā)展奠定基礎[3]。

2? ? 智能監(jiān)控終端在配電網中的應用及功能需求

我國地域遼闊也導致配電網環(huán)境呈現(xiàn)出多樣性，不同地區(qū)、不同環(huán)境對監(jiān)控終端具有不同要求，在進行配電網智能監(jiān)控終端設計中需要和實際相結合，根據實際需求設計、研發(fā)功能（見圖1）。尤其是對于農村配電網和城市配電網而言，二者具有顯著差異。下面就農村配電網和城市配電網設備運行現(xiàn)狀及存在問題進行簡要說明。

2.1? 農村配電網

農村配電網特點：（1）農村配電網中電力負荷相對較低，電網負荷密度和城市配電網相比，密度低，但在農村中，早晚電力負荷差異顯著。（2）農村，尤其是偏遠山區(qū)的電力環(huán)境比較惡劣、復雜，存在絕緣狀況差的問題，這些問題導致漏電保護裝置跳閘頻繁問題突出。（3）在農村地區(qū)還存在低壓線路損壞、變壓器及相關設備被盜竊的現(xiàn)象。（4）目前，我國農村地區(qū)的極大一部分電力工作人員的文化程度低，專業(yè)素養(yǎng)有所欠缺，對于復雜的新型設備檢修、維護經驗不足[4]。

2.2? 城市配電網

城市配電網特點：（1）和農村配電網相比，城市配電網的自動化水平較高。（2）城市配電網中用電量大，供電需求多，存在一級、二級負荷，因此，對供電質量、供電可靠性具有較高要求。（3）城市配電網發(fā)展建設水平較高，引入大量新型電力電子設備，而且具有大量的非線性負荷和感性負荷，需要頻繁投切無功補償裝置。

基于配電網中發(fā)展的差異，配電網監(jiān)控終端設計也必須要根據實際需求和特點進行差異化設計。針對農村配電網建設中存在的問題，進行針對性優(yōu)化，提高操作人員和電力工作人員的文化水平和專業(yè)素養(yǎng)，加強GPRS通信建設，提高人機交互界面建設水平。城市供電網中，應該加強監(jiān)控系統(tǒng)終端可靠性建設，增設更加靈活的投切無功補償裝置，提高監(jiān)控終端應用質量。如圖1所示，雖然不同地區(qū)對監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控終端功能需求具有一定差異，但基本功能具有一致性，能夠實現(xiàn)電力網絡系統(tǒng)運行狀態(tài)實時監(jiān)控，并具有應急報警、控制功能，具有“四遙”功能。信息采集模塊的主要功能是實現(xiàn)電力系統(tǒng)中電壓、開關狀況以及電流等電力信息的采集，并將采集到的信息傳遞到控制芯片中進行深度分析處理，完成處理后的數(shù)據通過GPRS，RS485等通信系統(tǒng)傳遞到主站服務器當中。主站接收到數(shù)據之后會在進一步分析的基礎上實現(xiàn)電力系統(tǒng)控制[5]。

3? ? 智能監(jiān)控終端在配電網中的應用實證分析

3.1? 系統(tǒng)構架

配電網智能化建設項目是對傳統(tǒng)配電網絡系統(tǒng)的整合，將GIS系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)以及目標管理系統(tǒng)（Object Management System，OMS）等整合在一起，形成智能一體化信息管理平臺。各系統(tǒng)之間協(xié)調配合、統(tǒng)一角度，實現(xiàn)生產控制大區(qū)管理以及管理信息大區(qū)管理。生產控制大區(qū)的主要功能是進行系統(tǒng)實時控制，管理信息大區(qū)的主要功能是整合信息資源并進行企業(yè)數(shù)據共享。生產大區(qū)實時采集系統(tǒng)采集到的信息和數(shù)據，通過電力生產專網進行傳輸，在傳輸過程中增加相應的邏輯隔離、數(shù)據加密等，實現(xiàn)信息安全防護。同時，在系統(tǒng)構架中引入網絡技術，智能化、信息化、自動化技術，進一步提高電力生產數(shù)據專網體系的安全性與可靠性，實現(xiàn)信息流、業(yè)務流、電力流的一體化融合。

3.2? 配網終端設備節(jié)點及功能分析

（1）遙測功能：在配網終端中配備相應的傳感器，傳感器能夠實時采集配電線路中的相關電力參數(shù)，包括電流、電壓、功率因數(shù)等。

（2）遙控功能：配網終端設備遙控功能主要通過網路遠程傳輸控制系統(tǒng)實現(xiàn)，終端能夠通過該系統(tǒng)將控制信息傳遞到相應的智能終端，實現(xiàn)智能終端聯(lián)絡開關、自動跳閘、自動重合等操作，完成遠程控制之后，還能夠進行參數(shù)校核，保證控制命令已執(zhí)行。

（3）遙信功能：配網終端設備的相關運行參數(shù)也需要進行傳遞，包括保護動作信號參數(shù)、開關狀態(tài)參數(shù)等，將這些信息和參數(shù)傳遞到主站當中。

（4）對時功能：為保證系統(tǒng)的運行還必須要保證整個系統(tǒng)的時間統(tǒng)一性與準確性，對服務器和終端設備進行校對，保證在統(tǒng)一時序和統(tǒng)一時間下執(zhí)行各系統(tǒng)命令。

（5）遠程可修改可召喚保護設備定值功能：在智能配電網絡中需要配備相應的保護設備，通過保護設備實施調取FTU中的實時定值命令，接收主站中傳遞的修改保護定值命令并執(zhí)行，以此保證裝置和系統(tǒng)具有正常的可維護功能，同時，還能為系統(tǒng)提供參數(shù)設置、實時監(jiān)控及遠程專家監(jiān)控診斷功能。

（6）手動操作功能：手動操作主要應對系統(tǒng)故障情況以及特殊情形，當出現(xiàn)這些異常情況的時候，可以采用手動操作實現(xiàn)智能終端設備手動合、分閘。

（7）通信功能：在當前智能網絡建設中需要輔助以相應的通信功能，本設計中采用的通信方式主要是RS485等標準通信規(guī)約和傳輸控制協(xié)議/因特網互聯(lián)協(xié)議（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）以及以太網通信協(xié)議。

（8）設備自診斷及自恢復功能：在當前智能配網中，為提高其自動化水平，還需要為其配備自我診斷、自檢以及可警告功能。

（9）故障識別功能：在智能配網當中，對獲得的系統(tǒng)運行實時參數(shù)進行監(jiān)控，同時，將監(jiān)控到的參數(shù)和系統(tǒng)預設數(shù)據進行比對，判斷故障情況，若發(fā)現(xiàn)故障，系統(tǒng)會直接提醒主站調控人員，盡早處理故障問題。

4? ? 結語

作為智能電網的關鍵一環(huán)，智能監(jiān)控系統(tǒng)以及智能監(jiān)控終端的設計和使用尤為重要。本文主要針對系統(tǒng)構建以及智能終端功能實現(xiàn)進行了簡要分析，希望未來相關研究不斷發(fā)展與完善。

[參考文獻]

[1]楊軍，符冰超，阮靈琪，等.基于二維碼標簽的艦船配電網標準化巡視智能監(jiān)控方法[J].艦船科學技術，2019（10）：94-96.

[2]佚名.圖片新聞[J].產業(yè)創(chuàng)新研究，2019（5）：130.

[3]程帥.智能配電網規(guī)劃建設的方案[J].電子技術與軟件工程，2019（9）：221.

[4]雷漢樟.解析大數(shù)據的智能配電網運行監(jiān)控平臺關鍵技術[J].通訊世界，2018（8）：116-117.

[5]白揚.配電網電能質量智能監(jiān)控方法探究[J].電子世界，2018（15）：89-90.