趙湘文 黃恒碩 聶進(jìn)培 馮學(xué)松 黃增武 李慧勇 湯逵

摘要：當(dāng)前，智能電網(wǎng)的建設(shè)如火如荼。在配用電領(lǐng)域，配電領(lǐng)域智能化程度稍低，而要真正實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)、電力能源利用的智能化，配用電環(huán)節(jié)很重要。而現(xiàn)實(shí)中存在一些困擾低壓用電客戶的問(wèn)題或弊端，配用電環(huán)節(jié)的智能化改造與提升已提到了行業(yè)亟待解決的層面。本文從全新的視角，介紹一種新型的智能臺(tái)區(qū)配電系統(tǒng)。包括低壓斷路器、智能配電系統(tǒng)應(yīng)用。簡(jiǎn)單介紹了低壓斷路器的智能化創(chuàng)新重新設(shè)計(jì)，采用徹底的一二次融合技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，創(chuàng)新智能低壓斷路器，并通過(guò)云技術(shù)與云平臺(tái)的搭建，可協(xié)同云端的多種應(yīng)用與系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，為用電領(lǐng)域的精細(xì)化分析、行業(yè)解決方案、設(shè)備全生命周期全信息管理提供基礎(chǔ)平臺(tái)，為進(jìn)一步提升配電智能化水平和信息利用水平提出全新思路。該系統(tǒng)在南方電網(wǎng)某現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行表明，本文所介紹的配電系統(tǒng)具有使用簡(jiǎn)單、功能集成、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)配線、智能運(yùn)維的目的，符合未來(lái)配用電系統(tǒng)的創(chuàng)新與工程化方向。

關(guān)鍵詞：智能配電系統(tǒng);智能斷路器;物聯(lián)網(wǎng);云平臺(tái)

引言

過(guò)去的幾年，智能配網(wǎng)項(xiàng)目和技術(shù)在一直走在智能電網(wǎng)普及的最前端。隨著全球范圍內(nèi)主要國(guó)家智能電網(wǎng)建設(shè)的實(shí)施，各國(guó)政策和資金投入的加大，智能配網(wǎng)市場(chǎng)未來(lái)將迅速增長(zhǎng)。我國(guó)的智能配網(wǎng)目前還處在起步階段，仍處在剛剛開始試點(diǎn)和初步建設(shè)的階段。隨著國(guó)家加大智能電網(wǎng)建設(shè)，智能配網(wǎng)將成為我國(guó)電力行業(yè)新一輪的投資重點(diǎn)，未來(lái)市場(chǎng)空間廣闊。未來(lái)幾年配電自動(dòng)化增長(zhǎng)潛力巨大。

當(dāng)前，智能電網(wǎng)的建設(shè)如火如荼。在配電領(lǐng)域，配電領(lǐng)域智能化程度稍低，現(xiàn)實(shí)中存在的這些困擾低壓用電客戶的問(wèn)題或環(huán)節(jié)，已經(jīng)在逐步推動(dòng)配用電環(huán)節(jié)的智能化改造與提升到了行業(yè)亟待解決的層面。而要真正實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)、電力能源利用的智能化，顯然配用電環(huán)節(jié)很重要。

1 現(xiàn)狀

低壓配用電領(lǐng)域?qū)嶋H是電力能源利用的“最后一公里”，也是電力能源的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。配用電領(lǐng)域這些年雖然取得了很大的發(fā)展，但隨著科技的發(fā)展、復(fù)雜系統(tǒng)的應(yīng)用、客戶對(duì)用能要求水平不斷提升。在某些領(lǐng)域、某些場(chǎng)合，產(chǎn)品比較固化、功能單一，智能化、數(shù)字化等創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用不夠，功能不夠融合等缺點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)[1][2][3][4]。主要表現(xiàn)在：

1） 元件多、配線多：低壓配電領(lǐng)域需要低壓保護(hù)、低壓儀表、電度表、常規(guī)互感器、漏電互感器、溫度傳感器等多種元件，元件多，之間完成整體配電功能連線復(fù)雜。

2） 設(shè)計(jì)選型難、調(diào)試維護(hù)難、節(jié)能難：配電系統(tǒng)的元件多導(dǎo)致選型設(shè)計(jì)復(fù)雜，元件多導(dǎo)致后期調(diào)試復(fù)雜，生產(chǎn)維護(hù)過(guò)程中牽一發(fā)而動(dòng)全身，維護(hù)不方便，柜型復(fù)雜，元件多導(dǎo)致節(jié)能元件設(shè)計(jì)走線與布置空間局限，節(jié)能手段很難實(shí)施。

3） 高電氣故障、高通信故障、高能耗、高成本：元件多、配線多引入較多的故障點(diǎn)，導(dǎo)致漏接、虛接、短接等高電氣故障發(fā)生。由于傳統(tǒng)的通訊多是RS-485或者沒(méi)有通訊接口，沒(méi)有通訊數(shù)據(jù)或者速率不高，低壓配電數(shù)據(jù)無(wú)法有效收集，更不可能進(jìn)行大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的分析、加工和利用，數(shù)據(jù)的利用維護(hù)成本高也帶來(lái)后期使用過(guò)程中的實(shí)際高成本。

4） 供電質(zhì)量低、節(jié)能效果低、可擴(kuò)展性低、數(shù)據(jù)可利用率低、智能程度低：傳統(tǒng)的低壓配電模式和產(chǎn)品特點(diǎn)決定了信息缺失或孤立、導(dǎo)致現(xiàn)有的供電質(zhì)量較低，節(jié)能效果較差。同時(shí)獨(dú)立、分立化的設(shè)計(jì)也造成了系統(tǒng)的擴(kuò)展性差，數(shù)據(jù)難以高效收集決定了數(shù)據(jù)的可利用率低，數(shù)據(jù)實(shí)際利用率更低，整體的低壓配電智能化程度較低。

低壓配網(wǎng)作為電網(wǎng)的末梢，直接面對(duì)用戶，具有體量大、分布廣、供用電環(huán)境復(fù)雜、需求多樣化等特點(diǎn)。在低壓配電領(lǐng)域，因缺乏有效的監(jiān)控、測(cè)量，依然處于電話報(bào)修、故障搶修、人工巡檢的模式，且存在設(shè)備停電恢復(fù)難，響應(yīng)不及時(shí)，運(yùn)維成本高等諸多問(wèn)題。配電工區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所等供電服務(wù)組織，分別承擔(dān)城區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)低壓配網(wǎng)運(yùn)行、維護(hù)、搶修工作。搶修和部分運(yùn)行維工作基本采用按區(qū)域外包的方式，作為直面市場(chǎng)、服務(wù)客戶的最前端，傳統(tǒng)的服務(wù)方式和服務(wù)內(nèi)容已經(jīng)不能適應(yīng)新形勢(shì)下客戶多元化、個(gè)性化、智能化的需求。

配電系統(tǒng)與設(shè)備逐漸暴露了諸多的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題和應(yīng)用過(guò)程中的尷尬，行業(yè)發(fā)展面臨進(jìn)一步提升的必然要求。從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)上來(lái)看，變配電行業(yè)正呈現(xiàn)出多學(xué)科、多技術(shù)融合的態(tài)勢(shì)，信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化代表了變配電行業(yè)未來(lái)的發(fā)展潮流。在這一趨勢(shì)演變中，高低壓開關(guān)柜、變壓器、斷路器等變配電技術(shù)、電力自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)、電力繼電保護(hù)控制技術(shù)等與高性能微機(jī)軟硬件、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)等IT技術(shù)的結(jié)合日趨緊密，一次設(shè)備與二次設(shè)備的結(jié)合度可以進(jìn)一步提高[5][6]。

目前國(guó)內(nèi)各級(jí)電力公司都在全面建設(shè)基于能源服務(wù)中心的 “供電運(yùn)檢服務(wù)指揮平臺(tái)”搭建了一個(gè)以客戶為導(dǎo)向的“在線化、透明化、移動(dòng)化、智能化”的新型服務(wù)架構(gòu)，以營(yíng)配調(diào)數(shù)據(jù)貫通和信息共享，促進(jìn)專業(yè)協(xié)同和業(yè)務(wù)融合，旨在全面提升配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效率效益和供電優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。但是，低壓配網(wǎng)因其信息化、自動(dòng)化、智能化水平不高，未能形成對(duì)“運(yùn)檢平臺(tái)”的有效支撐。

2智能配電系統(tǒng)的整體要求

2.1總體要求

在配電開關(guān)環(huán)節(jié)，應(yīng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)低壓配電開關(guān)（斷路器）進(jìn)行集成化化、智能化改造、物聯(lián)網(wǎng)化設(shè)計(jì)，賦予低壓斷路器更多的智能功能。使其成為能源互聯(lián)網(wǎng)的最終端一環(huán)。通過(guò)本開關(guān)的所有能量信息、電量信息均通過(guò)基于Wi-Fi、5G（NB-IoT）通訊及加密web API技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入到云端。徹底創(chuàng)新出一種能源與信息融合的智能斷路器。有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持，可以大大簡(jiǎn)化傳統(tǒng)電氣安裝的施工調(diào)試過(guò)程，有效降低電氣調(diào)試的復(fù)雜度和聯(lián)調(diào)難度，由于采用Wi-Fi、5G（NB-IoT）通訊，用戶只需完成設(shè)備的安裝、調(diào)試和通電，即可完成設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，大大降低改造區(qū)域的設(shè)備停運(yùn)和系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)間。

在云端，架構(gòu)了一個(gè)基于智能斷路器的云服務(wù)管理系統(tǒng)，借助于智能斷路器提供的模擬量、信號(hào)量、故障處理信息等數(shù)據(jù)，通過(guò)云服務(wù)平臺(tái)與電能源管控系統(tǒng)構(gòu)成無(wú)線互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)云技術(shù)，協(xié)同物聯(lián)網(wǎng)上的多系統(tǒng)運(yùn)作，動(dòng)態(tài)響應(yīng)用戶的需求變化，為用戶提供自主定義的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)和前瞻性的定制化服務(wù)。

應(yīng)用層面，用戶可隨時(shí)隨地通過(guò)APP，網(wǎng)頁(yè)，郵件等，關(guān)注所監(jiān)控的設(shè)備或設(shè)備組群，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送運(yùn)行告警信息推送到相應(yīng)的運(yùn)維人員，供準(zhǔn)確定位，隨時(shí)詳細(xì)了解各配電線路及設(shè)備詳細(xì)運(yùn)行信息。智能化手段實(shí)現(xiàn)無(wú)人化值班和日常運(yùn)維，減員增效。未來(lái)低壓配電的系統(tǒng)圖可以抽象為下圖：

2.2架構(gòu)

未來(lái)的配電網(wǎng)，宜采用基于云和物聯(lián)網(wǎng)的配電智能體系架構(gòu)。系統(tǒng)融合了云計(jì)算、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)分析挖掘等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了 SCADA 系統(tǒng)、基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)、高級(jí)能源預(yù)測(cè)優(yōu)化系統(tǒng)、多介質(zhì)綜合優(yōu)化系統(tǒng)的云端處理。系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，準(zhǔn)確定位故障點(diǎn);數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)各種圖形報(bào)表直觀顯示，提供良好的決策依據(jù);支持無(wú)限設(shè)備接入，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（私有云或公有云）可進(jìn)行集群化以及異地備份容災(zāi);數(shù)據(jù)在通信與存儲(chǔ)時(shí)，通過(guò)嚴(yán)格加密，保障數(shù)據(jù)與設(shè)備運(yùn)行安全

2.3硬件

硬件設(shè)備包含：智能斷路器、多功能電表、非電量數(shù)據(jù)采集設(shè)備、通信設(shè)備。隨著智能斷路器功能的不斷集成，能力不斷提升，傳統(tǒng)的多功能儀表、非電量數(shù)據(jù)采集日趨式微，本文不作贅述。

智能斷路器或者多功能儀表可采集主回路或者分支回路的全電量信息、告警信息、開關(guān)位置信息、溫度信息等等。宜采用一二次設(shè)備真正完全融合的技術(shù)體系。通過(guò)系統(tǒng)重構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電磁兼容技術(shù)、一體化集成技術(shù)、鐵磁合金傳變技術(shù)、嵌入式技術(shù)等，將傳統(tǒng)斷路器與智能電子設(shè)備融合為一，成為具有智能的低壓斷路器。低壓智能斷路器兼具斷路器的分合電路、分?jǐn)嚯娀?，控制器的可編程遠(yuǎn)程操作，電力儀表的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、電度計(jì)量，微機(jī)綜保裝置的故障綜合保護(hù)、測(cè)控、信號(hào)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、工藝過(guò)程控制，節(jié)能補(bǔ)償裝置的無(wú)功投切，各類電參變送器的4-20mA信號(hào)輸出，溫控設(shè)備的4-20mA采樣，通訊包含RS485和Wi-Fi、5G（NB-IoT），實(shí)現(xiàn)了低壓電氣一二次的全面融合。融合后的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)高度智能化運(yùn)算，具有人臉識(shí)別、信道加密、遠(yuǎn)程維護(hù)、移動(dòng)巡檢、空中升級(jí)等功能。

2.4軟件

低壓配電的云端軟件宜具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能管理、輔助功能、在線交流等功能組成，其功能組成如下：

1、具備多個(gè)臺(tái)區(qū)站點(diǎn)地圖定位功能，具備臺(tái)區(qū)站點(diǎn)通信狀態(tài)和負(fù)載率、最低健康指數(shù)監(jiān)測(cè)，當(dāng)設(shè)備動(dòng)作或者告警等重要事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)送短信、APP推送到相應(yīng)的運(yùn)維人員，快速通知并調(diào)配搶修人員抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。

2、展示裝機(jī)總?cè)萘?，可查看多個(gè)站點(diǎn)容量詳情?？刹殚啽驹?、上月、每天用電能耗詳情數(shù)據(jù)?？偢婢y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，當(dāng)前告警詳情列表，當(dāng)有告警時(shí)，自動(dòng)播放告警信息。

3、展示各站點(diǎn)運(yùn)維狀態(tài)及當(dāng)前維護(hù)/搶修列表詳情，站點(diǎn)無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間/故障平均處理時(shí)間/總覆蓋面積。

2.4.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)主要分為：總覽、系統(tǒng)圖、信息分析、四遙列表、通信工程幾個(gè)界面。其功能詳情如下：

1、可切換不同臺(tái)區(qū)站點(diǎn)，可展示各臺(tái)區(qū)站點(diǎn)多個(gè)回路的實(shí)時(shí)負(fù)荷、本日最大負(fù)荷、本月最大負(fù)荷值等數(shù)據(jù)，可監(jiān)測(cè)臺(tái)區(qū)站點(diǎn)的健康指數(shù)分?jǐn)?shù)，以及當(dāng)前功率因數(shù)、尖峰平谷用電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和能耗分類占比詳情。

2、可展示一次圖進(jìn)線總電流電壓數(shù)據(jù)和日、月、年、總電量數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊視頻按鈕可遠(yuǎn)程查看配電房視頻，視頻可存儲(chǔ)最近20天錄像。頁(yè)面底部主要展示最近兩月能耗對(duì)比詳情，只顯示歷史數(shù)據(jù)。

3、右側(cè)可展示臺(tái)區(qū)變站點(diǎn)具體位置和占地面積、當(dāng)前運(yùn)維管理負(fù)責(zé)人電話、告警/巡檢統(tǒng)計(jì)、運(yùn)維計(jì)劃詳情和配電房環(huán)境監(jiān)控，點(diǎn)擊環(huán)境詳情頁(yè)面直接調(diào)轉(zhuǎn)到系統(tǒng)圖環(huán)境頁(yè)面詳情，方便用戶查看多個(gè)房間的溫濕度、水浸、煙感等實(shí)時(shí)狀態(tài)。

2.4.2臺(tái)區(qū)變系統(tǒng)總覽圖：臺(tái)區(qū)變系統(tǒng)總覽可顯示各設(shè)備詳細(xì)參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)等等。其界面和功能如下：

1、設(shè)備總覽界面，可查詢臺(tái)區(qū)變壓器、配電柜、配電箱的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

2、配電柜界面點(diǎn)進(jìn)去可查看設(shè)備一次系統(tǒng)圖，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)開關(guān)，可查詢實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)每10秒刷新一次。

3、環(huán)境監(jiān)控頁(yè)面主要展示該臺(tái)區(qū)變站點(diǎn)多個(gè)溫濕度、水浸、煙感等實(shí)時(shí)狀態(tài)，方便用戶能清楚的看到哪個(gè)狀態(tài)是否正常，能及時(shí)處理。

2.4.3信息分析：信息分析頁(yè)面主要包含：歷史曲線、趨勢(shì)分析、尖峰平谷、能耗分析、告警統(tǒng)計(jì)、報(bào)表等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，其功能詳情如下：

1、歷史曲線：通過(guò)各種圖形、報(bào)表直觀顯示，歷史曲線主要展示當(dāng)前設(shè)備電流電壓等數(shù)據(jù)，記錄本日最高電流和最低電流及平均電流數(shù)據(jù)?？牲c(diǎn)擊查詢本日、上周、上個(gè)月、近3個(gè)月等歷史數(shù)據(jù)。

2、趨勢(shì)分析：主要展示該站點(diǎn)所有設(shè)備電流、電度、功率因數(shù)等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，分析最近3天趨勢(shì)狀態(tài)，還可點(diǎn)擊查詢當(dāng)天、當(dāng)月趨勢(shì)狀態(tài)。

3、尖峰平谷：主要記錄當(dāng)天所有設(shè)備電度所用的電量及總價(jià)詳情，最新數(shù)據(jù)只能看到前1小時(shí)的，可點(diǎn)擊查詢時(shí)、日等歷史數(shù)據(jù)詳情。

4、能耗分析：主要展示該站點(diǎn)所有設(shè)備用電的能耗占比分析，及當(dāng)月能耗走勢(shì)趨勢(shì)，數(shù)據(jù)只能看到前一天的統(tǒng)計(jì)，可按天、按月、按年點(diǎn)擊查詢能耗歷史占比數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

5、告警統(tǒng)計(jì)：主要展示該站點(diǎn)所有告警統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及當(dāng)月告警走勢(shì)趨勢(shì)，當(dāng)發(fā)生告警重要事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)送短信、APP推送到相應(yīng)的運(yùn)維人員，快速通知?？砂刺臁丛?、按年點(diǎn)擊查詢歷史告警統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

6、報(bào)表管理：主要有日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等，方便客戶隨時(shí)查詢，取代值班人員抄表，數(shù)據(jù)詳盡記錄，可導(dǎo)出文檔存儲(chǔ)。

3 進(jìn)線及母聯(lián)涉及的幾個(gè)問(wèn)題

隨著技術(shù)進(jìn)步，高壓保護(hù)的相關(guān)技術(shù)和原理也逐漸開始應(yīng)用在10kV配電。由于以光纖為主的通訊線材成本逐漸降低，現(xiàn)在在低壓配電領(lǐng)域，已經(jīng)出現(xiàn)了以本文介紹的一種低壓光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，并可以成功運(yùn)用在10kV配電的主變進(jìn)線和380V出線之間，把原來(lái)這部分由于管理責(zé)任切分開的，缺失的保護(hù)給配置完備。簡(jiǎn)單配置如下圖所示：

3.1進(jìn)線

宜具備并集成低壓進(jìn)線開關(guān)所需的常規(guī)保護(hù)功能?？蚣荛_關(guān)一般應(yīng)具有瞬動(dòng)、延時(shí)速斷保護(hù)、過(guò)流保護(hù)（定時(shí)限、反時(shí)限;一般、非常、極度和I2t四種曲線）、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（反時(shí)限：一般、非常、極度和I2t四種曲線）、零序（接地保護(hù)）。

如果現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)光纖方便，可利用通過(guò)集成光纖接口實(shí)現(xiàn)從上級(jí)變電所出線開關(guān)到本線路末端配電變壓器出線端的光纖差動(dòng)保護(hù)。除本體保護(hù)功能外，還應(yīng)該具有光纖口，完成低壓進(jìn)線開關(guān)和低壓母聯(lián)開關(guān)之間配合完成低壓母聯(lián)備自投功能。

計(jì)量功能，應(yīng)具備0.5級(jí)電度計(jì)量，減少設(shè)計(jì)和輔助儀表選型安裝。應(yīng)具有全電量監(jiān)測(cè)、遙信、遙控分合閘。還應(yīng)具有開關(guān)環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)、開關(guān)觸頭溫度監(jiān)測(cè)（外部溫度傳感器進(jìn)4-20mA信號(hào)）。

3.2母聯(lián)備自投

集成低壓母聯(lián)開關(guān)所需的常規(guī)保護(hù)功能。一般應(yīng)具備框架開關(guān)一般應(yīng)具有瞬動(dòng)、延時(shí)速斷保護(hù)、過(guò)流保護(hù)（定時(shí)限、反時(shí)限;一般、非常、極度和I2t四種曲線）、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（反時(shí)限：一般、非常、極度和I2t四種曲線）、零序（接地保護(hù)）。與雙路進(jìn)線開關(guān)配合完成低壓母聯(lián)備自投功能。計(jì)量功能，應(yīng)具備0.5級(jí)電度計(jì)量，減少設(shè)計(jì)和輔助儀表選型安裝。應(yīng)具有全電量監(jiān)測(cè)、遙信、遙控分合閘。還應(yīng)具有開關(guān)環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)、開關(guān)觸頭溫度監(jiān)測(cè)（外部溫度傳感器進(jìn)4-20mA信號(hào)）

一般有下列幾種典型運(yùn)行方式，其他方式的均可以抽象為這幾種根本方式：

依賴于光纖通訊，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)開關(guān)之間無(wú)二次聯(lián)絡(luò)線的進(jìn)行狀態(tài)傳遞和邏輯判斷。簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和接線。

3.3負(fù)荷轉(zhuǎn)供

隨著電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的深化及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的增多，快速負(fù)荷轉(zhuǎn)供技術(shù)已逐漸受到電力公司及研究人員的重視。負(fù)荷轉(zhuǎn)供是指配電網(wǎng)發(fā)生故障并進(jìn)行隔離之后，通過(guò)開關(guān)的操作以及部分不重要負(fù)荷的切除，在滿足安全約束的條件下，快速優(yōu)先恢復(fù)故障下游因受故障影響而失電的重要負(fù)荷供電的同時(shí)，也盡可能恢復(fù)其它負(fù)荷的供電。負(fù)荷轉(zhuǎn)供是在配電網(wǎng)故障分析基礎(chǔ)上進(jìn)行的二次分析與自動(dòng)化處理，有母聯(lián)備自投的功能，但也有切除故障負(fù)荷的綜合分析和操控功能。更依賴于一種集中式的處理單元來(lái)處理，從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，云平臺(tái)具有天然的優(yōu)勢(shì)。

4現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備選型及應(yīng)用

4.1智能框架開關(guān)

選用智能框架開關(guān)。DW9Z系列智能控制器包含DW9Z-2000和DW9Z-4000兩種型號(hào)，適用于交流50Hz（60Hz），額定電壓400V，額定電流1000-2000A（DW9Z-2000型）或2000-4000A（DW9Z-4000型）的配電網(wǎng)絡(luò)中及船舶電力網(wǎng)絡(luò)中，配合低壓斷路器用來(lái)保護(hù)線路及電源設(shè)備免受過(guò)載、短路和單相接地等故障的危害。智能控制器采用先進(jìn)高速芯片，進(jìn)行電流信號(hào)、電壓信號(hào)處理和控制，目前利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通訊，通過(guò)Wi-Fi與云端的高效無(wú)線通訊，實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)程維護(hù)、移動(dòng)巡檢、空中升級(jí);通過(guò)手機(jī)或其他移動(dòng)終端方便地對(duì)斷路器進(jìn)行高效管理和運(yùn)行監(jiān)控。功能特點(diǎn)如下：（1）高精度全電量測(cè)量，包括電壓、電流、四象限功率、電度、48次諧波;（2）配套高精度保護(hù)用互感器，直接采集系統(tǒng)一次側(cè)電流;可實(shí)現(xiàn)前文所述的多種類型的完備保護(hù)功能（3）具備RS485有線和Wi-Fi無(wú)線通信方式，滿足各種對(duì)于不同數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)方式的要求。（4）具備多路DI，多路DO，可以檢測(cè)開關(guān)狀態(tài)，控制斷路器或微斷開關(guān)分合閘。（6）可采集3-4組母排觸頭溫度，實(shí)現(xiàn)母線動(dòng)環(huán)檢測(cè)和故障預(yù)警（7）用戶可以通過(guò)手機(jī)APP實(shí)時(shí)查看數(shù)據(jù)及操作，調(diào)試方便。（8）掉電后中控模塊仍可有效延時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)停電后數(shù)據(jù)上傳，便于故障分析。

該框架斷路器可采集全電量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)?？芍苯訉?duì)斷路器電操回路的控制，實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP或者WEB端的遙控分合閘。可采集框架斷路器分合閘狀態(tài)，和開關(guān)跳閘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)遙信功能。通過(guò)對(duì)DI、DO的靈活定義，實(shí)現(xiàn)其他的開入采集和開出功能。

負(fù)荷轉(zhuǎn)供聯(lián)絡(luò)柜斷路器由均有北京德威特提供整系列配套，該系列斷路器在前面已介紹，自帶遙測(cè)、遙控、遙信、遙調(diào)的四遙功能，只需將設(shè)備通過(guò)Wi-Fi通信連接到云平臺(tái)即可。

4.2智能塑殼開關(guān)

塑殼開關(guān)全部更換成北京德威特智能塑殼斷路器DM6Z-400和DM5Z-250，便可實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、遙調(diào)、遙測(cè)功能。

遙測(cè)：可測(cè)電流、電壓、四象限功率、電度、功率因數(shù)、頻率、諧波、導(dǎo)線觸頭溫度、開關(guān)內(nèi)環(huán)境溫度等等。

遙信：三段過(guò)流報(bào)警、保護(hù)，過(guò)欠壓報(bào)警、保護(hù)（可選），過(guò)溫報(bào)警、保護(hù)（可選），抗晃電報(bào)警、保護(hù)，缺相報(bào)警、保護(hù)等。

遙控：所有塑殼開關(guān)都裝有電操機(jī)構(gòu)，在開通權(quán)限的前提下，操作員可通過(guò)手機(jī)APP或者WEB端，進(jìn)行遠(yuǎn)程分合閘。

遙調(diào)：所有塑殼開關(guān)可遠(yuǎn)程設(shè)置整定參數(shù)、可遠(yuǎn)程進(jìn)行軟件的升級(jí)。

4.3視頻監(jiān)控與一體化應(yīng)用

視頻監(jiān)控系統(tǒng)選用?？低?、大華等主流廠家攝像頭。以海康威視為例，?？低暤囊曨l信息直接上傳至海康自有云平臺(tái)，該平臺(tái)視頻數(shù)據(jù)可通過(guò)接口進(jìn)行共享。將此視頻系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，可將此視頻數(shù)據(jù)接入至德威特云平臺(tái)，智能臺(tái)區(qū)手機(jī)APP或者WEB端能直接接收現(xiàn)場(chǎng)視頻信息，可實(shí)現(xiàn)觀測(cè)框架斷路器實(shí)際分、合狀態(tài)，以及入侵報(bào)警等功能，實(shí)現(xiàn)視頻、電氣數(shù)據(jù)的綜合一體化監(jiān)視和監(jiān)測(cè)。

4.4動(dòng)環(huán)監(jiān)控與一體化應(yīng)用

環(huán)境監(jiān)控主要包括：溫度、濕度、煙霧、臭氧、SF6+O2、水浸等，動(dòng)力監(jiān)控主要包括：風(fēng)機(jī)、空調(diào)等設(shè)備監(jiān)控。這些溫度數(shù)據(jù)可通過(guò)4-20mA通道或者RS-485通訊接入德威特的DN600系列智能網(wǎng)關(guān)，通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)將所有動(dòng)環(huán)數(shù)據(jù)接入至云平臺(tái)，通過(guò)云平臺(tái)的提供的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)所有動(dòng)環(huán)數(shù)據(jù)的檢測(cè)、越限報(bào)警、報(bào)警聯(lián)動(dòng)等應(yīng)用。

4.5通訊

一般推薦像有電房改造或新建電房時(shí)盡量以光纖通路為宜，以保障各設(shè)備的通信。每個(gè)電房?jī)?nèi)需安裝一商業(yè)級(jí)無(wú)線路由器。環(huán)境監(jiān)控、動(dòng)力監(jiān)控的信息，通過(guò)德威特提供的智能網(wǎng)關(guān)連接到無(wú)線路由器。電氣信息通過(guò)各智能斷路器可通過(guò)Wi-Fi直接連接到無(wú)線路由器，將數(shù)據(jù)上傳給云平臺(tái)。

5 系統(tǒng)試運(yùn)行

此站是一期改造升級(jí)，由于有些設(shè)備不便于全部拆除升級(jí)，所以按照建設(shè)思路先改造了低壓斷路器、負(fù)荷轉(zhuǎn)供、動(dòng)環(huán)監(jiān)測(cè)等，二期再根據(jù)具體投資計(jì)劃、升級(jí)要求進(jìn)行全部的智能化改造。通過(guò)一期測(cè)試及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，優(yōu)化了設(shè)備運(yùn)行與參數(shù)設(shè)置，增強(qiáng)了設(shè)備全方位的電氣監(jiān)控、非電量監(jiān)控，強(qiáng)化了供電回路的可靠性，實(shí)現(xiàn)了既定功能，達(dá)到項(xiàng)目開發(fā)前的設(shè)定目標(biāo)。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)以及手機(jī)APP的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了智能臺(tái)區(qū)所有電氣信息的智能監(jiān)控，達(dá)到了智能配用電的初步設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文所述系統(tǒng)從全新的視角，從低壓配電的核心元件著手，通過(guò)對(duì)低壓斷路器的顛覆性智能化創(chuàng)新，通過(guò)徹底的一二次融合技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，創(chuàng)新全新的智能低壓斷路器，從改變現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)營(yíng)模式入手，提高能源利用效率;強(qiáng)化用能管理，提升整體能效水平，本系統(tǒng)的建設(shè)能夠促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)方技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備制造研發(fā)、新材料應(yīng)用和新系統(tǒng)研究，對(duì)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)生重要影響。

本系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)，以專業(yè)和信息融合為特征，依托云計(jì)算進(jìn)行科技創(chuàng)新，拓展新興信息服務(wù)業(yè)態(tài)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與電力服務(wù)模式融合創(chuàng)新，對(duì)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、能源智慧利用、實(shí)現(xiàn)能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)轉(zhuǎn)型等都有積極意義。

當(dāng)然，創(chuàng)新從技術(shù)創(chuàng)新到工程創(chuàng)新、盈利模式創(chuàng)新和新業(yè)態(tài)還有很多路要走， 2017年開始，在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)逐步開始了智能配電系統(tǒng)的概念普及，2019年初，國(guó)網(wǎng)也提出建設(shè)“泛在物聯(lián)網(wǎng)”。從電力局、生產(chǎn)企業(yè)、智能樓宇行業(yè)客戶應(yīng)用和反饋來(lái)看，本文所述的智能配電系統(tǒng)極大提升了客戶配電系統(tǒng)的智能化水平，符合行業(yè)和客戶預(yù)期目標(biāo);同時(shí)行業(yè)、客戶也給出積極反饋，希望系統(tǒng)能和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、智慧水務(wù)、智能能源開采等多行業(yè)整合出一系列更有針對(duì)性的行業(yè)解決方案。電力智能化方向已經(jīng)深入人心并有望有更多行業(yè)同道和上下游企業(yè)一起，推進(jìn)包括配電在內(nèi)的整個(gè)電力系統(tǒng)的智能化水平和信息利用率，推動(dòng)科技創(chuàng)新、企業(yè)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。

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作者簡(jiǎn)介：趙湘文（1985.9），男，碩士，工程師，研究方向配網(wǎng)運(yùn)維、智能配電。

黃恒碩（1985.10），男，漢，本科，中級(jí)職稱，研究方向：輸電運(yùn)維檢修。

聶進(jìn)培（1969.08）男，工程碩士，高級(jí)工程師，研究方向配網(wǎng)運(yùn)維及可靠性。

馮學(xué)松（1975.06）男，工程碩士，高級(jí)工程師，研究方向電網(wǎng)規(guī)劃、配電網(wǎng)運(yùn)維。

黃增武（1985.08），男，學(xué)士，高級(jí)工程師，研究方向配電自動(dòng)化、智能電網(wǎng)。

李慧勇（1977.2），男，碩士，高級(jí)工程師，研究方向電力系統(tǒng)、智能配電。

湯逵（1987.4），男，大學(xué)，工程師，研究方向智能配電系統(tǒng)。