智能化供配電系統(tǒng)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用與研究

郭文雙

摘要：在電力系統(tǒng)中，智能化設(shè)備的使用日益增多，根據(jù)電力系統(tǒng)的不同需要，本文著重對(duì)智能化供配電系統(tǒng)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行分析，對(duì)智能化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、檢測(cè)系統(tǒng)等進(jìn)行了闡述，本文所做的技術(shù)內(nèi)容與目前的智能配電系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)相一致，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能化;供配電系統(tǒng);工業(yè)電氣自動(dòng)化;應(yīng)用

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類對(duì)于智能化的需求也在不斷提高。智能配電系統(tǒng)在各行各業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，若想使其智能化應(yīng)用水平得到進(jìn)一步的提升，就必須對(duì)其應(yīng)用需求、各參數(shù)監(jiān)測(cè)、各構(gòu)成、搭接等方面進(jìn)行深入地研究，以更好地適應(yīng)智能配電系統(tǒng)的需求。智能配電系統(tǒng)從可靠性、適應(yīng)性、自動(dòng)化等方面都得到了較好的應(yīng)用。

智能化供配電系統(tǒng)的主要要求：1）具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、在線數(shù)據(jù)交互、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集等功能。（2）對(duì)在線監(jiān)測(cè)、采集到的異常情況進(jìn)行預(yù)警，完成對(duì)異常情況的記錄和傳輸。（3）對(duì)工業(yè)設(shè)備的檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)保護(hù)，并針對(duì)異常狀況設(shè)定不同的參數(shù)。（4）運(yùn)用變權(quán)綜合控制策略，在智能設(shè)備工作的情況下，對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

二、智能化供配電系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）智能化配電網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)分析

在系統(tǒng)軟件層面，可采用模塊化的方法來(lái)完成數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)、計(jì)算，并對(duì)各類型的設(shè)備進(jìn)行模塊化的設(shè)計(jì)。通信網(wǎng)絡(luò)層為系統(tǒng)軟件和智能設(shè)備層傳遞提供所需通信數(shù)據(jù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、雙絞線、光纖無(wú)線通信等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種數(shù)據(jù)的需求。智能元件層，用來(lái)安裝配電柜和配電柜內(nèi)的智能化裝置，它可以將現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)的工作狀況進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)化，并把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，利用通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而達(dá)到遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)的目的。

（二）通信層和硬體層的交互設(shè)計(jì)

要考慮到通信層和硬體層之間的相互作用及安全性，包括以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

（1）按照特定的通信要求，現(xiàn)場(chǎng)工作條件，經(jīng)濟(jì)條件等進(jìn)行針對(duì)性實(shí)施。此時(shí)通信層和硬體層之間的相互作用包括兼容性，數(shù)據(jù)通信效率，丟包率等關(guān)鍵指標(biāo)，例如通信界面的設(shè)計(jì)要與各種通信接口相適應(yīng)[1]。

（2）根據(jù)使用者的使用目的，在同一時(shí)間內(nèi)，選擇多種資料通訊方式，例如載波通訊、光纖通訊等，或以老設(shè)備為基礎(chǔ)加以實(shí)施。

（3）由于使用者的位置和環(huán)境的差異，使用者可選取適當(dāng)?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)路，并選取最優(yōu)的方式，如：①當(dāng)裝置作業(yè)地點(diǎn)距離監(jiān)視計(jì)算較短（通常少于1000公尺）時(shí)，宜選用屏蔽絞線。②假定裝置與監(jiān)測(cè)電腦相隔很遠(yuǎn)（通常超過(guò)1000米），可以使用光纖進(jìn)行通信;③在某些環(huán)境條件比較差的地方，可以使用GPRS、碼分多址等無(wú)線通信手段。④根據(jù)用戶的需求，選用以上的方法進(jìn)行組合。

三、智能化供配電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)功能

（一）傳感檢測(cè)技術(shù)

在智能裝置層面，可利用多種傳感器，如溫度、電流、環(huán)境溫度、濕度、水位等傳感器，來(lái)達(dá)到對(duì)監(jiān)測(cè)信息的智能化感知。為便于測(cè)試，可將各種功能融合在一起，組成多傳感器網(wǎng)絡(luò)，其功能如下：

（1）異常排故警報(bào)：當(dāng)感應(yīng)器偵測(cè)到有故障訊號(hào)時(shí)，裝置內(nèi)設(shè)定的異常訊號(hào)會(huì)提醒工作人員，并在特定場(chǎng)合設(shè)定聲光警報(bào)器;

（2）異常溫度報(bào)警：在工業(yè)電力自動(dòng)化應(yīng)用中，供配電系統(tǒng)的溫度超出了規(guī)定的臨界值，就會(huì)發(fā)出聲音和光報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行排故;

（3）殘余電流異常報(bào)警功能：在工業(yè)電力自動(dòng)化應(yīng)用程序中，供、配電網(wǎng)的剩余電流取樣值超出使用者設(shè)定的火警閾值時(shí)，該殘留電流感應(yīng)器會(huì)自動(dòng)識(shí)別異常信號(hào)，并以聲光報(bào)警的方式通知工作人員;

（4）環(huán)境溫度和濕度異常報(bào)警功能：在工業(yè)電力自動(dòng)化應(yīng)用中，供、配電系統(tǒng)的溫度、濕度傳感器所測(cè)量的溫度和濕度超出了工業(yè)裝置的使用閾值，會(huì)對(duì)工作人員產(chǎn)生危險(xiǎn);

（5）水位感應(yīng)報(bào)警功能：如果在工業(yè)電力自動(dòng)控制中，供水和分配系統(tǒng)的水位過(guò)高，超出了工業(yè)使用的安全限度，就會(huì)發(fā)出警報(bào)，使其自動(dòng)排出裝置，例如抽水，排除故障等[2]。

（二）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

智能化供配電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能主要作用有：

（1）智能化供配電系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)報(bào)警：由智能供電和配電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)主機(jī)在收到來(lái)自傳感器等探測(cè)裝置的探測(cè)信息后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所收到的信息進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，從而識(shí)別出火災(zāi)和水位，并將報(bào)警信息輸出，由使用者設(shè)定不同的報(bào)警，同時(shí)還能識(shí)別出各種故障，并將所收到的信息存儲(chǔ)起來(lái);

（2）故障級(jí)別預(yù)警：按照故障類別的大小，可以對(duì)故障信息進(jìn)行分級(jí)，在級(jí)別較高的情況下作為報(bào)警，在級(jí)別較低的情況下，以其他形式進(jìn)行提示。這樣，就可以對(duì)各種類型的故障進(jìn)行及時(shí)、高效地鑒別;

（3）人為介入：?jiǎn)T工在接到各種信號(hào)后，可以對(duì)其進(jìn)行快速的處理，并對(duì)其進(jìn)行有效的跟蹤和處理。

四、實(shí)例的運(yùn)用和分析

根據(jù)以上的說(shuō)明，以下是某電力公司根據(jù)以上方案進(jìn)行的組網(wǎng)試驗(yàn)，在實(shí)際的工業(yè)用電自動(dòng)化系統(tǒng)中，以110KV變電站和配網(wǎng)組件為研究對(duì)象，選取了1-5不同地區(qū)的變電站[3]，對(duì)不同地區(qū)的配電系統(tǒng)均做針對(duì)性的智能化優(yōu)化，電力供應(yīng)主要采用現(xiàn)場(chǎng)供電，開閉所、配電室、計(jì)算終端均采用AC220V供電，配網(wǎng)調(diào)度和110KV變電站采用-48V供電，柱上開關(guān)及環(huán)網(wǎng)柜采用-24V供電。在通信時(shí)，采用以上所介紹的方法，將各地區(qū)的資料損耗率進(jìn)行比較，并將各地區(qū)的資料損耗率作為指標(biāo)，用以衡量電力系統(tǒng)在工業(yè)電力自動(dòng)化領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)智能化供配電系統(tǒng)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，對(duì)智能配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、目前常用的監(jiān)控技術(shù)、智能配電系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了論述。并對(duì)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了說(shuō)明。在實(shí)例介紹中將多種監(jiān)測(cè)功能有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，能夠最大限度地發(fā)揮智能化的作用，以達(dá)到改善電力調(diào)度和電力調(diào)度的目的。

參考文獻(xiàn)：

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