浅谈智能配电系统在水务行业的应用

时间：2023-04-24

杨翠

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：在构建智慧水务和“双碳”时代背景下，智能配电系统在水务行业中发挥日益**的重要作用。本文首先回顾了智能配电系统在水务行业的发展历程，并对其应用现状进行了分析，进而展望了智能配电系统在水务行业的发展趋势。

关键词：智能配电系统；水务；现状；趋势

1引言

智能配电是随着技术进步和用户需求提升而出现的一个新的理念。智能配电系统将智能化手段应用于常规配电系统，不仅有助于提高系统的安全性、可靠性，提高能源利用效率，还有助于用户提升管理水平。本文首先探讨了智能配电系统的起源和定义，分析了其组成要素、架构、功能。继而回顾了智能配电在水务行业不同阶段的应用状况。最后对数字化、智能化及“双碳”背景下，智能配电系统在水务行业中的发展方向和亟待解决的问题进行了分析和探讨。

2智能配电系统的起源和定义

2003年6月，在美国“未来能源联盟智能电网工作组”发表的中**出现了“智能电网”一词。该报告将智能电网定义为“集成了传统的现代电力工程技术、高级传感和监视技术、信息与通信技术的输配电系统，具有更加完善的性能并且能够为用户提供一系列增值服务”⑴。我国对智能电网的研究虽然起步相对较晚，但推进速度很快。这场智能化变革已经逐渐从输配电网扩展至用户端，从高压配电系统扩展至低压配电系统。虽然目前国内尚无智能配电系统*的、明确的定义，各种文献资料及集成商的表述亦不尽相同，但经过归纳、整理可以发现其在组成要素及特征、基本架构和功能等方面的相似之处。

2.1智能配电系统的组成要素及特征

智能配电系统与传统配电系统的不同之处体现在其智能化。所谓智能化指具有感知能力，具有记忆和思维能力，具有学习能力和自适应能力，具有行为决策能力。智能配电系统在传统配电系统基础上集成了计算机、网络、通信、信息、传感、自动控制、电力电子等领域的先进技术，具有数字化、智能化、网络化、融合化特征。集成先进技术的智能化硬件、软件产品是智能配电系统的基本组成要素。

2.2智能配电系统的基本架构

尽管对智能配电系统的描述和配置各不相同，但梳理归纳起来智能配电系统的基本架构大致相同，都是由底层的智能设备层和上层的监控管理层组成。近年来随着网络技术、大数据的应用，又增加了云端应用层。

2.2.1智能设备层

智能设备层是智能配电系统的基石，是实现智能化的前提条件。智能设备层由具备通信接口的各种智能电气元件和设备组成，包括智能型断路器、电力仪表、无功补偿装置、滤波装置、微机继电保护装置等电器元件，以及智能型高、低压开关柜等电气成套设备。智能设备层包含传感单元和执行单元，既可实时为系统决策提供完整、准确、可靠的依据，又可及时、准确地实施系统下达的各项指令。

作为数据采集者，智能设备层可实时上传：设备运行参数（电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、谐波含量等）、设备运行信息（断路器分/合闸状态、手车位置等）、设备整定信息（断路器定值参数等）、设备维护信息（温度、设备型号、序列号、固件版本号等）等。

作为指令执行者，智能设备层可根据监控管理层的指令执行参数设定、定值调整、分/合闸操作等。

2.2.2监控管理层

监控管理层是智能配电系统的核心，是系统的“大脑”，直接影响配电系统的智能化水平的高低。监控管理层通常采用模块化设计的软件，结合网络通信技术、计算机控制技术，接收、处理设备层上传的信息，经过处理、数据挖掘，通过画面呈现、控制指令输出、信息提示等方式实现不同的功能。由于每个软件模块对应不同的功能，因此软件模块的数量和质量是决定配电系统智能化水平的关键。

2.2.3云端应用层

云端应用层通过云端服务平台进行大数据分析、处理，为用户提供高级的决策指导及技术支持。也有一些生产商将监控管理层的功能置于云端，这样可有效降低系统的初期投资和后期的运行维护成本、易于扩展。

2.2.4通信网络

智能设备层与监控管理层之间的数据交换通常采用现场总线或以太网形式。具备RS485接口的电气装置加装通讯模块可釆用总线连接，通过网关进行协议转换后利用以太网连接至上层系统；具备以太网接口的电气装置加装通讯模块可直接连接至上层系统。

2.3智能配电系统的功能

智能配电系统实现了配电系统从功能化向智能化升级，自动化程度高、可靠性、稳定性强、界面友好，可为用户提升能源利用效率和管理水平提供多维度支持。智能配电系统的功能因集成商的理解和侧重不同而存在差异，归纳起来主要有能效管理、电能质量管理、电气资产管理和运行维护管理等方面。前两者为基本功能，后两者为更高级别的功能，且上述功能在不同配置下实现的层级也不同。

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