龔智永

摘? ?要：文章主要針對(duì)智能監(jiān)控終端及其在配電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究與分析，解析配電網(wǎng)智能化建設(shè)現(xiàn)狀，指出智能配網(wǎng)在應(yīng)用中面臨的難題與困難，針對(duì)現(xiàn)狀提出智能監(jiān)控終端在配電網(wǎng)中的應(yīng)用實(shí)證。

關(guān)鍵詞：智能監(jiān)控終端;配電網(wǎng);應(yīng)用

智能電網(wǎng)主要是在電力企業(yè)中引入智能化技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及高新技術(shù)和設(shè)備等，將電力企業(yè)運(yùn)營(yíng)、控制、生產(chǎn)有機(jī)聯(lián)合在一起。和傳統(tǒng)配電技術(shù)相比，智能配電網(wǎng)具有顯著優(yōu)勢(shì)，不僅安全系數(shù)高，而且能有效保障電能質(zhì)量，同時(shí)，智能技術(shù)的引入也提高了電力系統(tǒng)的自愈能力。作為電力系統(tǒng)的末端，配電網(wǎng)擔(dān)負(fù)著向企業(yè)以及用戶供電的職能，其可靠性與穩(wěn)定性直接影響著企業(yè)生產(chǎn)以及人們生活。當(dāng)前，為保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，這也是智能電網(wǎng)的重要任務(wù)之一。智能監(jiān)控終端作為配電網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、分析、控制的自動(dòng)化終端設(shè)備，引入通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及智能控制技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)智能化、高度一體化融合發(fā)展具有重要意義[1]。

1? ? 配電網(wǎng)智能化建設(shè)現(xiàn)狀分析

1.1? 配電網(wǎng)智能化建設(shè)現(xiàn)狀

通過(guò)對(duì)當(dāng)前配電網(wǎng)發(fā)展以及社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀分析，能夠發(fā)現(xiàn)，目前城市用電需求激增，并在未來(lái)幾年之內(nèi)仍會(huì)呈現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。但我國(guó)配電網(wǎng)整體運(yùn)行質(zhì)量和智能化水平還相對(duì)較低，和實(shí)際用電需求不相匹配。在這樣背景下，配電網(wǎng)智能化工程建設(shè)將成為未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵內(nèi)容，具有前瞻性需求。

我國(guó)當(dāng)前配電網(wǎng)智能化建設(shè)的中心環(huán)節(jié)主要包括3部分：智能化配電臺(tái)區(qū)建設(shè)、配電線路智能化建設(shè)以及以用戶為核心的用電信息智能采集建設(shè)。為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的智能化建設(shè)，信息系統(tǒng)統(tǒng)一運(yùn)行平臺(tái)的建設(shè)成為核心與關(guān)鍵，也是當(dāng)前以及未來(lái)配網(wǎng)智能化建設(shè)的首要任務(wù)。為構(gòu)建智能化電網(wǎng)信息系統(tǒng)統(tǒng)一運(yùn)行平臺(tái)，智能監(jiān)控終端占據(jù)重要地位，直接影響著整個(gè)平臺(tái)以及系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。因此，本文主要對(duì)智能監(jiān)控終端建設(shè)的需求進(jìn)行分析，指出其在配電網(wǎng)中應(yīng)用的具體功能和需求，最后，以智能監(jiān)控終端實(shí)證來(lái)分析其在配電網(wǎng)中的具體應(yīng)用。

1.2? 需求分析

針對(duì)當(dāng)前智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)勢(shì)在必行，智能電網(wǎng)建設(shè)需求主要集中在以下幾個(gè)方面。

（1）根據(jù)實(shí)際需求建立相匹配的用電企業(yè)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控平臺(tái)，將電力企業(yè)生產(chǎn)營(yíng)銷(xiāo)管理系統(tǒng)、電網(wǎng)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)以及智能電表遠(yuǎn)程采集系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等聯(lián)合在一起，統(tǒng)一采集、監(jiān)控、數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)信息資源的整合以及電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理[2]。

（2）有效整合電力企業(yè)的信息資源，在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的一體化電力企業(yè)信息案例平臺(tái)，將電力企業(yè)中的各大系統(tǒng)，包括地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）、企業(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resource Planning，ERP）系統(tǒng)以及工程生產(chǎn)管理系統(tǒng)（Power Production Management System，PMS）等，將這些系統(tǒng)集成整合在一起，有效解決電力行業(yè)中的信息孤島問(wèn)題。

（3）在建立的智能配網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行電力系統(tǒng)中人力資源以及財(cái)物資源相關(guān)信息的采集和監(jiān)控，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建區(qū)域性供電企業(yè)智能運(yùn)行監(jiān)控與管理中心，為區(qū)域性供電企業(yè)模式化、協(xié)調(diào)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)[3]。

2? ? 智能監(jiān)控終端在配電網(wǎng)中的應(yīng)用及功能需求

我國(guó)地域遼闊也導(dǎo)致配電網(wǎng)環(huán)境呈現(xiàn)出多樣性，不同地區(qū)、不同環(huán)境對(duì)監(jiān)控終端具有不同要求，在進(jìn)行配電網(wǎng)智能監(jiān)控終端設(shè)計(jì)中需要和實(shí)際相結(jié)合，根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)、研發(fā)功能（見(jiàn)圖1）。尤其是對(duì)于農(nóng)村配電網(wǎng)和城市配電網(wǎng)而言，二者具有顯著差異。下面就農(nóng)村配電網(wǎng)和城市配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀及存在問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

2.1? 農(nóng)村配電網(wǎng)

農(nóng)村配電網(wǎng)特點(diǎn)：（1）農(nóng)村配電網(wǎng)中電力負(fù)荷相對(duì)較低，電網(wǎng)負(fù)荷密度和城市配電網(wǎng)相比，密度低，但在農(nóng)村中，早晚電力負(fù)荷差異顯著。（2）農(nóng)村，尤其是偏遠(yuǎn)山區(qū)的電力環(huán)境比較惡劣、復(fù)雜，存在絕緣狀況差的問(wèn)題，這些問(wèn)題導(dǎo)致漏電保護(hù)裝置跳閘頻繁問(wèn)題突出。（3）在農(nóng)村地區(qū)還存在低壓線路損壞、變壓器及相關(guān)設(shè)備被盜竊的現(xiàn)象。（4）目前，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的極大一部分電力工作人員的文化程度低，專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)有所欠缺，對(duì)于復(fù)雜的新型設(shè)備檢修、維護(hù)經(jīng)驗(yàn)不足[4]。

2.2? 城市配電網(wǎng)

城市配電網(wǎng)特點(diǎn)：（1）和農(nóng)村配電網(wǎng)相比，城市配電網(wǎng)的自動(dòng)化水平較高。（2）城市配電網(wǎng)中用電量大，供電需求多，存在一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷，因此，對(duì)供電質(zhì)量、供電可靠性具有較高要求。（3）城市配電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)水平較高，引入大量新型電力電子設(shè)備，而且具有大量的非線性負(fù)荷和感性負(fù)荷，需要頻繁投切無(wú)功補(bǔ)償裝置。

基于配電網(wǎng)中發(fā)展的差異，配電網(wǎng)監(jiān)控終端設(shè)計(jì)也必須要根據(jù)實(shí)際需求和特點(diǎn)進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)。針對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)中存在的問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性?xún)?yōu)化，提高操作人員和電力工作人員的文化水平和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，加強(qiáng)GPRS通信建設(shè)，提高人機(jī)交互界面建設(shè)水平。城市供電網(wǎng)中，應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)控系統(tǒng)終端可靠性建設(shè)，增設(shè)更加靈活的投切無(wú)功補(bǔ)償裝置，提高監(jiān)控終端應(yīng)用質(zhì)量。如圖1所示，雖然不同地區(qū)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控終端功能需求具有一定差異，但基本功能具有一致性，能夠?qū)崿F(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并具有應(yīng)急報(bào)警、控制功能，具有“四遙”功能。信息采集模塊的主要功能是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中電壓、開(kāi)關(guān)狀況以及電流等電力信息的采集，并將采集到的信息傳遞到控制芯片中進(jìn)行深度分析處理，完成處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS，RS485等通信系統(tǒng)傳遞到主站服務(wù)器當(dāng)中。主站接收到數(shù)據(jù)之后會(huì)在進(jìn)一步分析的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)控制[5]。

3? ? 智能監(jiān)控終端在配電網(wǎng)中的應(yīng)用實(shí)證分析

3.1? 系統(tǒng)構(gòu)架

配電網(wǎng)智能化建設(shè)項(xiàng)目是對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整合，將GIS系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、PMS系統(tǒng)以及目標(biāo)管理系統(tǒng)（Object Management System，OMS）等整合在一起，形成智能一體化信息管理平臺(tái)。各系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)配合、統(tǒng)一角度，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制大區(qū)管理以及管理信息大區(qū)管理。生產(chǎn)控制大區(qū)的主要功能是進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制，管理信息大區(qū)的主要功能是整合信息資源并進(jìn)行企業(yè)數(shù)據(jù)共享。生產(chǎn)大區(qū)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)采集到的信息和數(shù)據(jù)，通過(guò)電力生產(chǎn)專(zhuān)網(wǎng)進(jìn)行傳輸，在傳輸過(guò)程中增加相應(yīng)的邏輯隔離、數(shù)據(jù)加密等，實(shí)現(xiàn)信息安全防護(hù)。同時(shí)，在系統(tǒng)構(gòu)架中引入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，智能化、信息化、自動(dòng)化技術(shù)，進(jìn)一步提高電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)專(zhuān)網(wǎng)體系的安全性與可靠性，實(shí)現(xiàn)信息流、業(yè)務(wù)流、電力流的一體化融合。

3.2? 配網(wǎng)終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)及功能分析

（1）遙測(cè)功能：在配網(wǎng)終端中配備相應(yīng)的傳感器，傳感器能夠?qū)崟r(shí)采集配電線路中的相關(guān)電力參數(shù)，包括電流、電壓、功率因數(shù)等。

（2）遙控功能：配網(wǎng)終端設(shè)備遙控功能主要通過(guò)網(wǎng)路遠(yuǎn)程傳輸控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，終端能夠通過(guò)該系統(tǒng)將控制信息傳遞到相應(yīng)的智能終端，實(shí)現(xiàn)智能終端聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)、自動(dòng)跳閘、自動(dòng)重合等操作，完成遠(yuǎn)程控制之后，還能夠進(jìn)行參數(shù)校核，保證控制命令已執(zhí)行。

（3）遙信功能：配網(wǎng)終端設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)也需要進(jìn)行傳遞，包括保護(hù)動(dòng)作信號(hào)參數(shù)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)參數(shù)等，將這些信息和參數(shù)傳遞到主站當(dāng)中。

（4）對(duì)時(shí)功能：為保證系統(tǒng)的運(yùn)行還必須要保證整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間統(tǒng)一性與準(zhǔn)確性，對(duì)服務(wù)器和終端設(shè)備進(jìn)行校對(duì)，保證在統(tǒng)一時(shí)序和統(tǒng)一時(shí)間下執(zhí)行各系統(tǒng)命令。

（5）遠(yuǎn)程可修改可召喚保護(hù)設(shè)備定值功能：在智能配電網(wǎng)絡(luò)中需要配備相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備，通過(guò)保護(hù)設(shè)備實(shí)施調(diào)取FTU中的實(shí)時(shí)定值命令，接收主站中傳遞的修改保護(hù)定值命令并執(zhí)行，以此保證裝置和系統(tǒng)具有正常的可維護(hù)功能，同時(shí)，還能為系統(tǒng)提供參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)監(jiān)控及遠(yuǎn)程專(zhuān)家監(jiān)控診斷功能。

（6）手動(dòng)操作功能：手動(dòng)操作主要應(yīng)對(duì)系統(tǒng)故障情況以及特殊情形，當(dāng)出現(xiàn)這些異常情況的時(shí)候，可以采用手動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)智能終端設(shè)備手動(dòng)合、分閘。

（7）通信功能：在當(dāng)前智能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中需要輔助以相應(yīng)的通信功能，本設(shè)計(jì)中采用的通信方式主要是RS485等標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約和傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）以及以太網(wǎng)通信協(xié)議。

（8）設(shè)備自診斷及自恢復(fù)功能：在當(dāng)前智能配網(wǎng)中，為提高其自動(dòng)化水平，還需要為其配備自我診斷、自檢以及可警告功能。

（9）故障識(shí)別功能：在智能配網(wǎng)當(dāng)中，對(duì)獲得的系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)，將監(jiān)控到的參數(shù)和系統(tǒng)預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，判斷故障情況，若發(fā)現(xiàn)故障，系統(tǒng)會(huì)直接提醒主站調(diào)控人員，盡早處理故障問(wèn)題。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

作為智能電網(wǎng)的關(guān)鍵一環(huán)，智能監(jiān)控系統(tǒng)以及智能監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)和使用尤為重要。本文主要針對(duì)系統(tǒng)構(gòu)建以及智能終端功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，希望未來(lái)相關(guān)研究不斷發(fā)展與完善。

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