農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)的智能化探究

謝錕

摘要：文章首先分析了農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)的現(xiàn)狀，主要存在配電監(jiān)測(cè)裝置不統(tǒng)一、功能單一且重復(fù)，多系統(tǒng)并存管理混亂等問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，筆者提出了農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)智能一體化解決方案，并對(duì)方案的設(shè)計(jì)原則、系統(tǒng)架構(gòu)組成及各架構(gòu)功能進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞：配電臺(tái)區(qū);監(jiān)測(cè)裝置;配變終端

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6487（2019）03-0057-02

0引言

目前農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)設(shè)備配置功能簡(jiǎn)單、形式繁多，已不能滿足農(nóng)村電網(wǎng)智能化建設(shè)的需求。如何對(duì)農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)進(jìn)行智能化改造，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)信息的智能化、信息化、自動(dòng)化管理，以提高農(nóng)村電網(wǎng)安全生產(chǎn)和管理水平，是筆者一直致力研究的課題。

1農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)現(xiàn)狀分析

目前農(nóng)村配電網(wǎng)雖然在逐步進(jìn)行電網(wǎng)改造升級(jí)，但還未能做到全面普及智能設(shè)備及配套自動(dòng)化系統(tǒng)，嚴(yán)重缺失設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程操作與控制系統(tǒng)等，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面的智能化和自動(dòng)化管理，不能滿足達(dá)到農(nóng)村智能電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，從而導(dǎo)致農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)智能化程度不高，具體表現(xiàn)在：

1.1配電監(jiān)測(cè)裝置不統(tǒng)一

目前農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)的監(jiān)測(cè)裝置包括了多種終端設(shè)備，主要有集中抄表器、智能電能表、負(fù)荷控制終端及配變監(jiān)測(cè)終端等，但不同臺(tái)區(qū)的配置的設(shè)備不一樣，設(shè)備種類(lèi)多且存在功能重復(fù)等問(wèn)題，存在管理混亂、重復(fù)投資設(shè)備等問(wèn)題。

1.2配電監(jiān)測(cè)裝置功能過(guò)于簡(jiǎn)單

現(xiàn)用的農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)性不強(qiáng)且功能單未能實(shí)現(xiàn)對(duì)配電臺(tái)區(qū)電能質(zhì)量的長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)。且供電部門(mén)對(duì)電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)包括電壓、無(wú)功、三相不平衡及諧波等測(cè)量處于專(zhuān)門(mén)測(cè)量階段，配電臺(tái)區(qū)的監(jiān)測(cè)裝置還未能做到長(zhǎng)期有效的監(jiān)控以上電能質(zhì)量指標(biāo)”。

1.3多系統(tǒng)并存

目前在配電臺(tái)區(qū)的需求側(cè)信息管理上存在多個(gè)系統(tǒng)共存的現(xiàn)象，包括有負(fù)荷管理系統(tǒng)、電能量采集系統(tǒng)、配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)功能重疊，造成了系統(tǒng)應(yīng)用率低，資源浪費(fèi)。

2農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)智能化探究

提高農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)智能化、信息化、自動(dòng)化程度以達(dá)到農(nóng)村智能電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，文中提出了農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)智能一體化解決方案。

2.1方案的設(shè)計(jì)原則

以農(nóng)村電網(wǎng)實(shí)際用電需求作為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)存在的問(wèn)題，尤其對(duì)于配電臺(tái)區(qū)用電數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測(cè)方面，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)配電智能設(shè)備的全面覆蓋為目標(biāo)，提出了農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)智能一體化方案的設(shè)計(jì)原則：一是根據(jù)農(nóng)村電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的實(shí)際調(diào)研情況，采用典型性與差異性相結(jié)合原則，以滿足電力用戶的個(gè)性化;二是以節(jié)約為原則建立統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的配電臺(tái)區(qū)管理大平臺(tái)以實(shí).現(xiàn)真正意義上的信息一體化管理，避免資源的重復(fù)和浪費(fèi);三是以實(shí)用為原則，采用先進(jìn)的分布式多層架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，既保證了用戶的各項(xiàng)功能需求，又實(shí)現(xiàn)了用電管理各項(xiàng)業(yè)務(wù)功能的需求。

2.2配電臺(tái)區(qū)系統(tǒng)架構(gòu)及功能介紹

農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

如圖1所示，農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)系統(tǒng)架構(gòu)采用分層式多層架.構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，主要由主站系統(tǒng)層、網(wǎng)絡(luò)通信層和臺(tái)區(qū)設(shè)備.層構(gòu)成，以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)村用電用戶的維護(hù)管理工作。

2.2.1主站系統(tǒng)層

農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)系統(tǒng)架構(gòu)主站系統(tǒng)層是指農(nóng)網(wǎng)智能化低壓配電管理系統(tǒng)，主要對(duì)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為區(qū)域劃分的所有臺(tái)區(qū)的數(shù)據(jù)如用戶側(cè)用電信息等，通過(guò)智能配電設(shè)備進(jìn)行集成和處理等綜合管理，是農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)系統(tǒng)的控制管理中心。農(nóng)網(wǎng)智能化低壓配電管理系統(tǒng)的硬件配置包括了各類(lèi)使用高性能計(jì)算機(jī)的服務(wù)器，軟件則采用了專(zhuān)業(yè)的后臺(tái)監(jiān)控組態(tài)系統(tǒng)，將調(diào)度自動(dòng)化子系統(tǒng)和臺(tái)區(qū)分析管理子系統(tǒng)相結(jié)合，建立了統(tǒng)一的信息共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了高級(jí)應(yīng)用和信息接口等功能。

如圖2所示，農(nóng)網(wǎng)智能化低壓配電管理系統(tǒng)采用分層分布系統(tǒng)架構(gòu)，其中公共服務(wù)層、數(shù)據(jù)總線層級(jí)集成總線層位該系統(tǒng)的應(yīng)用層提供了平臺(tái)支撐，為應(yīng)用層中的調(diào)度自動(dòng)化子系統(tǒng)和臺(tái)區(qū)分析與管理子系統(tǒng)提供統(tǒng)一、公用的系統(tǒng)服務(wù)。而應(yīng)用層的功能主要包括了配電臺(tái)區(qū)管理功能、配電線路管理功能、用戶側(cè)需求管理功能及調(diào)度自動(dòng)化功能。

2.2.2網(wǎng)絡(luò)通信層

網(wǎng)絡(luò)通信層是主站系統(tǒng)層和臺(tái)區(qū)設(shè)備層信息交互通道，網(wǎng)絡(luò)通信層的可靠、安全、穩(wěn)定是信息交互的必要保證。農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)系統(tǒng)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信層采用專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，一般采用光纖、無(wú)線公網(wǎng)或者電力載波等多種網(wǎng)絡(luò)。

2.2.3臺(tái)區(qū)設(shè)備層

臺(tái)區(qū)設(shè)備層主要是指配電臺(tái)區(qū)監(jiān)測(cè)終端，其主要是通過(guò)安裝在配電變壓器側(cè)的智能設(shè)備包括了智能低壓配電箱、智能配變終端、計(jì)量測(cè)控裝置、保護(hù)電器及其他輔助設(shè)備等，實(shí)時(shí)完成對(duì)臺(tái)區(qū)所有設(shè)備的信息采集、存儲(chǔ)、分析、處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)配變的綜合管理。配電臺(tái)區(qū)監(jiān)測(cè)終端實(shí)現(xiàn)了臺(tái)區(qū)設(shè)備層和主站系統(tǒng)層之間的雙向傳輸，對(duì)下（計(jì)量測(cè)控主站、配變終端、低壓開(kāi)關(guān)等）通信一般采用RS-485通信，對(duì)上（主站系統(tǒng)層）通信主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信層，以下重點(diǎn)介紹智能低壓配電箱與智能配變終端。

（1）智能低壓配電箱

智能低壓配電箱將智能配變智能配變終端、計(jì)量測(cè)控裝置、低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器及其他輔助設(shè)備按電氣設(shè)計(jì)要求組裝在封閉的箱體中，以集成電能分配、計(jì)量、控制、測(cè)控、無(wú)功補(bǔ)償、保護(hù)、濾波等多功能，同時(shí)實(shí)時(shí)將配變的運(yùn)行工況、電能質(zhì)量、低壓開(kāi)關(guān)狀態(tài)及無(wú)功補(bǔ)償?shù)扰_(tái)區(qū)信息傳輸至配電臺(tái)區(qū)監(jiān)測(cè)終端。配電臺(tái)區(qū)智能配電箱采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，替代傳統(tǒng)的配電箱，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化管理，同時(shí)具備配電通信功能，實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和控制。

（2）智能配變終端

智能配變終端主要是采集和監(jiān)控配電變壓器、低壓饋線開(kāi)關(guān)、智能電表及剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的運(yùn)行工況，后時(shí)收集用戶的用電信息，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷、無(wú)功補(bǔ)償、諧波的管理，具備獨(dú)立的通信功能，無(wú)需專(zhuān)門(mén)配備專(zhuān)門(mén)通信主機(jī)設(shè)備，避免對(duì)臺(tái)區(qū)建設(shè)的重復(fù)投資。

3結(jié)束語(yǔ)

文中提出的農(nóng)村配電臺(tái)區(qū)智能一體化方案主要是通過(guò)建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)區(qū)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)村各供電區(qū)域及用戶的用電信息的科學(xué)化管理，同時(shí)節(jié)約了資源，進(jìn)一步提升了農(nóng)村配電網(wǎng)的智能化管理水平。

參考文獻(xiàn)

[1]孫建華，朱峰，檀姍姍.農(nóng)網(wǎng)智能配電臺(tái)區(qū)一體化解決方案[J].電氣技術(shù)，2014（S1）：62-65.

[2]謝廣志，董華強(qiáng)，姜國(guó)瑞，等.智能配電臺(tái)區(qū)典型模式[J].農(nóng)村電氣化，2017（4）：5-6.

[3]裴春花.智能配電臺(tái)區(qū)通信方案研究[D].濟(jì)南：山東理工大學(xué)，2015.