智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在供電保障中的實(shí)踐與應(yīng)用

黃光銳 廣東省氣象局機(jī)關(guān)服務(wù)中心

引言

智能電力監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代化信息技術(shù)在電力企業(yè)中深度運(yùn)用的體現(xiàn)，其以強(qiáng)大信息采集技術(shù)與運(yùn)算技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)中相關(guān)信息的自動(dòng)采集、傳輸及處理，極大提升了電力系統(tǒng)管理的效率，加強(qiáng)了我國(guó)群眾生產(chǎn)生活的電力保障。

一、智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

（一）主控管理層

主控管理層是智能電力監(jiān)控系統(tǒng)中的核心層，其主要負(fù)責(zé)對(duì)信息進(jìn)行處理與分析，將傳回的信息進(jìn)行歸類(lèi)與儲(chǔ)存，依據(jù)已有信息自動(dòng)作出個(gè)性化電力管理。在管理進(jìn)程中其還會(huì)對(duì)各個(gè)位置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，若有故障發(fā)生，其可以自動(dòng)采取處理措施或者向工作人員發(fā)出警報(bào)，要求工作人員進(jìn)行故障排查。

（二）通訊層

通訊層主要功能為將主控層與設(shè)備層進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)二者之間實(shí)時(shí)信息交換，是智能電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮作用的重要層級(jí)。

（三）設(shè)備層

設(shè)備層的主要功能為信息的采集與主控層指令的響應(yīng)。其技術(shù)手段通常較為復(fù)雜，涉及設(shè)備較多。是智能電力管理系統(tǒng)中信息采集與指令執(zhí)行的主要層級(jí)。

二、智能電力系統(tǒng)的功能及在供電保障中的應(yīng)用

（一）用戶(hù)基礎(chǔ)用電信息的采集

智能電力系統(tǒng)可以通過(guò)設(shè)備層布置的大量感應(yīng)器件實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)用戶(hù)的用電信息的采集。如針對(duì)單一用戶(hù)的用電峰值、用單谷值、日平均用電量、用電真空期、月平均用電量等，針對(duì)區(qū)域內(nèi)部整體用戶(hù)整體用電峰、谷值，平均用電量等信息，針對(duì)電力設(shè)備的變壓器溫度變化及平均值，各時(shí)段高壓進(jìn)線(xiàn)的諧波頻率等。

該功能在供電保障中的作用主要體現(xiàn)在，提升供電服務(wù)的針對(duì)性。在現(xiàn)代用電背景下，單一用戶(hù)用電量逐漸上升，且各個(gè)區(qū)域之間用電量會(huì)呈現(xiàn)出較為明顯的時(shí)間性差距，傳統(tǒng)的、不加區(qū)分的統(tǒng)一供電模式在現(xiàn)階段應(yīng)用中會(huì)給供電企業(yè)造成較大的壓力，需要做出針對(duì)性改進(jìn)。

首先，智能電力系統(tǒng)通過(guò)對(duì)個(gè)人及區(qū)域用戶(hù)用電數(shù)據(jù)的采集與分析可以得出用戶(hù)用電規(guī)律，依據(jù)用電規(guī)律進(jìn)行針對(duì)性電力調(diào)配，減輕電力企業(yè)的供電壓力。如在采集數(shù)據(jù)中顯示局部區(qū)域集體用電處于谷值、甚至真空期時(shí)，電力系統(tǒng)可將優(yōu)化線(xiàn)路中電力的配置，將更多資源應(yīng)用到該時(shí)段電力需求較為集中的區(qū)域，提升資源的使用效率。當(dāng)同一時(shí)段多個(gè)區(qū)域處于用電高峰時(shí)，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)可以依據(jù)采集平均值，將電力資源依據(jù)比例向不同區(qū)域分配，提升電力資源使用的科學(xué)性。避免了傳統(tǒng)電力分配模式中，前段區(qū)域大量用電，導(dǎo)致后端區(qū)域電力供應(yīng)明顯不足，生產(chǎn)生活無(wú)法正常展開(kāi)。

其次，智能電力系統(tǒng)可以依據(jù)收集到信息實(shí)現(xiàn)電力資源的提前分配。對(duì)智能電力系統(tǒng)采集到的信息進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)其中電力使用峰值通常會(huì)集中在一個(gè)固定的時(shí)間段。因此，智能電力系統(tǒng)可以提前調(diào)集電力資源，滿(mǎn)足區(qū)域內(nèi)所有人員高峰階段的用電需求，提升用戶(hù)服務(wù)的質(zhì)量。

最后，智能電力系統(tǒng)采集的信息可以指導(dǎo)相關(guān)電力設(shè)備及導(dǎo)線(xiàn)的更換。智能電力系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)采集到的信息與歷史信息進(jìn)行對(duì)比，如發(fā)現(xiàn)部分導(dǎo)線(xiàn)與歷史數(shù)據(jù)相比，溫度變化幅度差距較為明顯，則說(shuō)明導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生老化，需要盡快進(jìn)行更換；如采集數(shù)據(jù)中變壓器集中用電時(shí)間溫度過(guò)高，則說(shuō)明其不能很好的適應(yīng)地區(qū)供電需求，需要相關(guān)人員及時(shí)進(jìn)行更換或者性能提升。使電力設(shè)備始終能夠較好的滿(mǎn)足電力供應(yīng)的需求，避免過(guò)載斷電現(xiàn)象的發(fā)生，提升電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。

（二）自動(dòng)報(bào)警功能

從上文智能電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析中可以發(fā)現(xiàn)，報(bào)警功能是在兩個(gè)區(qū)域同步進(jìn)行的。其主要負(fù)責(zé)在電力系統(tǒng)故障發(fā)生時(shí)給出提示，要求相關(guān)人員盡快采取應(yīng)對(duì)措施。

不同位置的報(bào)警系統(tǒng)在電力供應(yīng)保障中具有不同的作用。主控層面的報(bào)警系統(tǒng)其主要針對(duì)對(duì)象為值班的電力系統(tǒng)檢修人員。當(dāng)智能電力監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)到電路內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，管理層的報(bào)警系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，管理人員可在系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)時(shí)查看故障發(fā)生位置的現(xiàn)場(chǎng)情況，并作出初步故障判斷。此時(shí)，檢修人員應(yīng)攜帶相應(yīng)工具立即趕往故障發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢修，及時(shí)恢復(fù)電力供應(yīng)，避免故障長(zhǎng)時(shí)間得不到解決，影響居民正常的生產(chǎn)生活。

設(shè)備層面的警報(bào)系統(tǒng)更多起到警示作用，一方面，其可以幫助檢修人員在抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之后，立即鎖定故障位置，加強(qiáng)檢修工作的速率；另一方面，其可以向無(wú)關(guān)人員發(fā)出警告，使其遠(yuǎn)離故障發(fā)生位置，避免重大故障發(fā)生時(shí)，造成過(guò)往人員傷亡。

（三）事故追憶顯示畫(huà)面

現(xiàn)代化智能電力監(jiān)控系統(tǒng)，其檢測(cè)功能不只局限于電力信息的收集，其還具備一定的圖像與聲音采集功能。相關(guān)人員可以通過(guò)該系統(tǒng)，對(duì)一段時(shí)間內(nèi)設(shè)備周邊情況進(jìn)行回放，查看電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，是否遭受過(guò)人為破壞。

該項(xiàng)功能在電力供應(yīng)保障中的主要應(yīng)用模式在于加強(qiáng)電力系統(tǒng)的監(jiān)管。由于電力設(shè)備數(shù)量較多，布置較為散亂，且存在部分設(shè)備運(yùn)行進(jìn)程中，如周邊區(qū)域有人員存在，有一定可能發(fā)生安全事故。因此，傳統(tǒng)模式下，對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)施全程監(jiān)管的可能性較低。電力設(shè)備遭受外力損害的現(xiàn)象至今仍普遍存在。事故追憶顯示畫(huà)面功能的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)全面且有效的監(jiān)管。當(dāng)電力系統(tǒng)因人力原因發(fā)生損害時(shí)，企業(yè)及人員可以將視頻作為證據(jù)提出訴訟，要求破壞人員賠償損失。在避免電力企業(yè)承受經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，向社會(huì)傳達(dá)出企業(yè)具備尋找故意損害電力設(shè)備人員的能力，也愿意消耗時(shí)間成本與人力成本，和相關(guān)人員對(duì)峙。彰顯電力企業(yè)對(duì)于破壞電力系統(tǒng)人員追責(zé)到底的決心，減少有意損壞電力設(shè)備事件發(fā)生的概率，保證電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。

（四）自動(dòng)跳閘及遙控跳合閘

顧名思義自動(dòng)跳閘指當(dāng)智能電力監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中存在較為嚴(yán)重的問(wèn)題時(shí)，會(huì)在發(fā)出警報(bào)之前優(yōu)先切斷電路，避免問(wèn)題進(jìn)一步擴(kuò)張。而遙控跳合閘指檢修人員可以在監(jiān)控室內(nèi)直接控制切斷電路。

其在電力供應(yīng)保障中應(yīng)用的主要途徑為避免局部故障演變?yōu)槿婀收?，?duì)電力供應(yīng)系統(tǒng)造成大規(guī)模的破壞，需要檢修人員利用較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行線(xiàn)路更換及設(shè)備修復(fù)，通過(guò)減少故障檢修時(shí)間的方式，保障電力供應(yīng)的正常進(jìn)行。以自主跳閘功能為例，當(dāng)智能化電力監(jiān)控系統(tǒng)做出該種決定時(shí)，說(shuō)明電力系統(tǒng)內(nèi)部故障處于較為嚴(yán)重的狀態(tài)，若等到檢修人員確定故障、趕到現(xiàn)場(chǎng)，故障可能已經(jīng)演變?yōu)闊o(wú)法處理的災(zāi)害，需要較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行電力系統(tǒng)的恢復(fù)，局部地區(qū)將不得不承受相當(dāng)一段時(shí)間的無(wú)電力供應(yīng)生活。

（五）故障錄波與諧波分析

故障錄波與諧波分析指智能電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)收集到線(xiàn)路諧波信息進(jìn)行整理，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行進(jìn)程中是否存在故障或者判斷故障發(fā)生的趨勢(shì)。

該功能在電力供應(yīng)保障中的應(yīng)用主要有兩點(diǎn)：第一，電力系統(tǒng)故障發(fā)生通常是有預(yù)兆的，故障發(fā)生前，相關(guān)線(xiàn)路內(nèi)的電流常會(huì)發(fā)生不規(guī)則的波動(dòng)，而這些波動(dòng)會(huì)在線(xiàn)路諧波上體現(xiàn)，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)對(duì)諧波的分析可以實(shí)現(xiàn)部分電路故障的預(yù)測(cè)，將故障集中發(fā)生之前便消除隱患，有效減少電力系統(tǒng)故障發(fā)生的概率，提升電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。第二，現(xiàn)代電力供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是復(fù)雜的，存在大量的線(xiàn)路故障檢修人員無(wú)法通過(guò)外在體現(xiàn)直接確定其成因。智能電力監(jiān)控系統(tǒng)諧波分析功能可以幫助檢修人員進(jìn)一步了解故障發(fā)生的原因及位置，提升故障檢修工作的效率。當(dāng)電力系統(tǒng)故障發(fā)生時(shí)，可以以最快速度恢復(fù)正常電力供應(yīng)。

（六）安全管理措施

安全管理措施在于智能電力監(jiān)控系統(tǒng)可以賦予不同人員不同的權(quán)限，并詳細(xì)記錄各級(jí)人員在系統(tǒng)中的操作。

其在電力供應(yīng)保障中的應(yīng)用主要有：第一，多級(jí)權(quán)限限制可以避免基層人員在電力系統(tǒng)內(nèi)部胡亂操作，影響電力供應(yīng)的正常進(jìn)行，最大可能排除人為因素對(duì)電力系統(tǒng)的影響；第二，該項(xiàng)功能的全面應(yīng)用有助于企業(yè)內(nèi)部建立完善的電力故障追責(zé)制度，促使各級(jí)檢修人員以更加積極的態(tài)度開(kāi)展工作，可以為電力供應(yīng)的正常進(jìn)行提供多級(jí)保護(hù)。但該項(xiàng)功能在運(yùn)用進(jìn)程中需要注重對(duì)各級(jí)人員的權(quán)限進(jìn)行合理劃分，避免權(quán)限劃分過(guò)于嚴(yán)格限制值班人員檢修工作的順利展開(kāi)。

（七）運(yùn)行及配電管理功能

運(yùn)行及配電管理功能主要職責(zé)在于電力系統(tǒng)中電能的劃分，其在電力供應(yīng)保障中應(yīng)用的主要模式為與電力信息采集系統(tǒng)相互配合，調(diào)整電力分配，提升電力服務(wù)的針對(duì)性，優(yōu)化電力資源的使用。

三、結(jié)論

智能電力供應(yīng)系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行信息進(jìn)行采集、分析并發(fā)出針對(duì)性指令，其在電力保障中的應(yīng)用可以改變傳統(tǒng)電力供給方式，提升電能使用效率；加強(qiáng)電力系統(tǒng)監(jiān)管，提升電力供給穩(wěn)定性；加速電力故障的發(fā)現(xiàn)、分析與維修，縮短故障斷電時(shí)間，最大程度上保證電力的持續(xù)供給。