安科瑞 繆凱倫 陳聰

摘要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熱及數(shù)字化與應(yīng)用場(chǎng)景的深度融合，智能配電正在重新定義電力系統(tǒng)的管理。對(duì)此，安科瑞認(rèn)為綠色能源管理的理念融合智能配電的技術(shù)、架構(gòu)和部署，將助力管理者更加從容地應(yīng)對(duì)當(dāng)下及未來的挑戰(zhàn)。當(dāng)然，這場(chǎng)變革需要企業(yè)與技術(shù)的相互賦能。

關(guān)鍵詞：智能配電；電力監(jiān)控

0.引言

傳統(tǒng)的電力設(shè)備在投運(yùn)后就如同被鎖進(jìn)了"黑箱"，設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與系統(tǒng)、系統(tǒng)與人之間形成了無數(shù)信息孤島，以電力運(yùn)維為例，現(xiàn)場(chǎng)人員只能通過“測(cè)溫度" “聞氣味" “聽聲音"等方式完成設(shè)備的巡檢，管理的尺度和標(biāo)準(zhǔn)較難達(dá)到統(tǒng)一。

1.激活數(shù)據(jù)，煥新價(jià)值

在配電系統(tǒng)信息化階段，通過將數(shù)據(jù)采集和傳統(tǒng)配電系統(tǒng)進(jìn)行耦合，實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)備的狀態(tài)信息、電能參數(shù)等數(shù)據(jù)的可視化基于可視化平臺(tái)，電力設(shè)備運(yùn)維、能效分析及故障后 的系統(tǒng)恢復(fù)有了一定的依據(jù)和抓手；但這一階段的電力管理，仍然停留在信息監(jiān)測(cè)的層面。

智能配電系統(tǒng)則從根本上改變了這一局面。一方面，智能配電系統(tǒng)是基于對(duì)站點(diǎn)、廠區(qū)、園區(qū)進(jìn)行整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，確保資產(chǎn)可追溯、設(shè)備可互聯(lián)、狀態(tài)可感知，強(qiáng)弱電、軟硬件  系統(tǒng)全集成。除了運(yùn)行類的信息監(jiān)測(cè)外，智能配電系統(tǒng)還可實(shí)  現(xiàn)對(duì)預(yù)警類信息、資產(chǎn)信息、能耗信息的系統(tǒng)整合，甚至幫助管理者直接生成具有指導(dǎo)性的多種專家級(jí)分析報(bào)告.在整個(gè)  管理過程中，涉及兩個(gè)方向的信息流動(dòng)一個(gè)是從作業(yè)層到管理層、決策層的信息流，一個(gè)是從決策層、管理層到作業(yè)層的工作任務(wù)流，智能配電能夠天然地打通基于數(shù)據(jù)采集、信息分   析、知識(shí)凝結(jié)、模型建立過程中的信息流動(dòng)障礙，避免冗余信息干擾。另一方面，智能配電能夠通過工單管理、設(shè)備臺(tái)賬在工作任務(wù)流當(dāng)中形成閉環(huán)，確保管理主張?jiān)诮M織當(dāng)中的落地  二者的相互融合充分挖了數(shù)據(jù)的潛力和價(jià)值，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)管理水平的提升。

2.提升系統(tǒng)，煥新精細(xì)化管理

對(duì)于石油化工企業(yè)，安全生產(chǎn)管理意義重大、影響深遠(yuǎn)。連續(xù)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、復(fù)雜的負(fù)荷類型、嚴(yán)苛的工況等，對(duì)用電的連續(xù)性、可靠性、部署靈活性以及電力系統(tǒng)的韌性均提出了更高的要求。

除了依賴于設(shè)備本身的可靠性以及人員自身的安全意識(shí)外，精細(xì)化管理的思想需要貫穿管理體系的各個(gè)環(huán)節(jié)。一方面，管理者需要用更加明確量化、具體的標(biāo)準(zhǔn)取代籠統(tǒng)模糊的管 理要求，將模糊的決策轉(zhuǎn)化為具體可行的舉措；另一方面，從時(shí)間維度上需要將關(guān)注點(diǎn)從運(yùn)營(yíng)階段擴(kuò)展至前期設(shè)計(jì)以及項(xiàng)目投運(yùn)后的持續(xù)優(yōu)化中。

面對(duì)能耗信息的不透明以及系統(tǒng)和設(shè)備狀況的不可知，基于零散的數(shù)據(jù)，管理者難以進(jìn)行優(yōu)先級(jí)區(qū)分和科學(xué)的決策，而智能配電系統(tǒng)能基于中低壓、軟硬件、強(qiáng)弱電、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一 體化的系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行層級(jí)化的歸總，按照緊急程度和影響等級(jí)進(jìn)行重要性分級(jí)，根據(jù)預(yù)警、事件、需處理、待優(yōu)化進(jìn)行分類，對(duì)能耗使用及設(shè)備資產(chǎn)等信息進(jìn)行集中可視化的呈現(xiàn)， 以此來幫助不同層級(jí)的管理者形成系統(tǒng)性的洞察，助力決策和系統(tǒng)調(diào)度。

有了清晰的目標(biāo)，需要流程和組織來保障實(shí)施智能配電系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮數(shù)字化軟件及平臺(tái)對(duì)于任務(wù)管理的優(yōu)勢(shì)，將系統(tǒng)運(yùn)維工作流程進(jìn)行固化，構(gòu)建起故障發(fā)生、工單創(chuàng)建、現(xiàn) 場(chǎng)檢修、數(shù)據(jù)記錄、結(jié)果上傳的閉環(huán)，確保管理目標(biāo)的合理拆解，管理決策得到有效地實(shí)施。

智能配電系統(tǒng)通過預(yù)警性數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的釆集、結(jié)合用戶自身或外部專家對(duì)資產(chǎn)信息的分析，形成具有前瞻性的設(shè)備維護(hù)、備品備件、停工檢修計(jì)劃。特別是對(duì)一些重要的 系統(tǒng)操作，基于智能配電系統(tǒng)進(jìn)行“操作預(yù)演"可幫助用戶預(yù)知這些變化將對(duì)系統(tǒng)造成什么樣的影響，應(yīng)該采取何種相應(yīng)措施，避免由于錯(cuò)誤預(yù)判或不當(dāng)操作帶來無法挽回的損失。

不可忽視的是，精細(xì)化管理應(yīng)該起始于項(xiàng)目的設(shè)計(jì)規(guī)劃階段由于任何一個(gè)系統(tǒng)都并非只是各個(gè)元素的簡(jiǎn)單疊加，系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要充分考慮元素之間的關(guān)聯(lián)，例如，石油化工企業(yè)電力系統(tǒng)中包含大量直流負(fù)荷和非線性負(fù)荷，需要充足的系統(tǒng)冗余及抗擾動(dòng)能力，才能滿足使用和擴(kuò)容的需求通過在設(shè)計(jì)規(guī)劃期建立完整的系統(tǒng)模型，進(jìn)行多維度的分析、優(yōu)化及驗(yàn)證，智能化電力系統(tǒng)軟件將提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、驗(yàn)證和優(yōu)化的效率。

3.賦能電力管理者及系統(tǒng)運(yùn)維人員

數(shù)字化始終不是目的而是手段，且其作用對(duì)象除了供配電系統(tǒng)本身之外還有企業(yè)人員。這一點(diǎn)對(duì)石化企業(yè)來說，更加彌足珍貴。

首先，智能配電系統(tǒng)的電力分析軟件一方面可以彌補(bǔ)常規(guī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的不足之處，加深調(diào)度員和值班員對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的異常與故障以及保護(hù)機(jī)理的理解，強(qiáng)化預(yù)見、分析、判斷和處理系統(tǒng)異常和事故的能力；另一方面可以加強(qiáng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源頭的預(yù)防和應(yīng)對(duì)，調(diào)整工作的習(xí)慣性不當(dāng)操作，從而減少各類事故的發(fā)生。

其次，智能配電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)維。這一點(diǎn)對(duì)廠區(qū)規(guī)模逐步擴(kuò)大的石化企業(yè)來說，將降低運(yùn)維人員的巡檢密度、勞動(dòng)強(qiáng)度以及突發(fā)事件的處理難度。例如，一個(gè)3平方公里的煉化廠區(qū)，一般在主站保留1-2名運(yùn)維人員值守，其他變電室則采用巡檢模式，在無智能配電系統(tǒng)的情況下，一旦發(fā)生故障人員往往無法及時(shí)趕到并處置問題：而通過遠(yuǎn)程運(yùn)維的功能，運(yùn)維人員可以清晰地定位故障，提前判斷故障的原因，加速排查和搶修的進(jìn)度

再次，經(jīng)驗(yàn)豐富的“老法師"與當(dāng)前的“新生代"在職業(yè)發(fā)展方面存在著巨大觀念差異，因而設(shè)備管理、運(yùn)維等工作很大程度還是依靠“老法師"的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。利用智能配電系統(tǒng)能夠?qū)⑺性O(shè)備、裝置等資產(chǎn)信息進(jìn)行電子化存檔，相關(guān)人員只需通過手機(jī)掃描二維碼即可獲取到設(shè)備臺(tái)賬并能有效地進(jìn)行設(shè)備管理它避免了因人員退休、離職等造成的信息和能力的斷

檔，讓核心資產(chǎn)管理更具連續(xù)性，更有利于保障整體系統(tǒng)的安全可靠、企業(yè)數(shù)字化能力和體系的建設(shè)，也是在為“新生代"員工搭建個(gè)人成就和發(fā)展的平臺(tái)，促進(jìn)企業(yè)與員工的相互成就和共同發(fā)展。

4.安科瑞產(chǎn)品介紹

4.1概述

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化及無人值守的要求，針對(duì)35kV及以下電壓等級(jí)研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護(hù)、監(jiān)測(cè)、控制、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級(jí)的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站多方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

4.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計(jì)，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，組網(wǎng)方式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。

4.2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。其中，10kV配電系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)的開關(guān)量主要有：斷路器分、合閘信號(hào)，手車工作、試驗(yàn)位置信號(hào)，遠(yuǎn)方/就地切換位置信號(hào)、彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)信號(hào)、接地刀合分信號(hào)、變壓器超溫跳閘信號(hào)、高溫報(bào)警信號(hào)，保護(hù)跳閘信號(hào)和事故預(yù)告信號(hào)；400V低壓進(jìn)線回路電參量主要有：開關(guān)狀態(tài)、三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、頻率和正向有功電能累計(jì)值；400V低壓出線回路主要有：開關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警、三相（單相）電流、三相功率。

4.2.2 詳細(xì)電參量查詢

在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細(xì)電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時(shí)相電流趨勢(shì)曲線。

4.2.3運(yùn)行報(bào)表

查詢各回路或設(shè)備時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。

4.2.4 實(shí)時(shí)告警

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。系統(tǒng)還具有實(shí)時(shí)語音報(bào)警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警。

4.2.5 歷史事件查詢

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

4.2.6 電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報(bào)表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。

4.2.7 用戶權(quán)限管理

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

4.2.8 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

4.2.9 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。例如配電系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過諧波分析界面掌握配電系統(tǒng)的諧波含量，及時(shí)采取相應(yīng)的措施提高配電系統(tǒng)的可靠性，減少因諧波造成的供電事故的發(fā)生。

4.2.10 遙控

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。例如配電系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的主界面點(diǎn)擊相應(yīng)的斷路器遙信點(diǎn)調(diào)出遙控操作界面，可以及時(shí)執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。

4.2.11 通信管理

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。例如配電系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序，然后選擇通信控制啟動(dòng)所有端口或某個(gè)端口，快速查看某設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況。

4.2.12 故障錄波

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)可在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況，通過對(duì)這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平有著重要作用。

4.2.13 事故追憶

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)可自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)信息，包括開關(guān)位置、 保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4.2.14 Web訪問

展示頁面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量等概況信息，設(shè)備通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。首頁顯示場(chǎng)站的變壓器數(shù)量、回路個(gè)數(shù)、有功功率、無功功率、用電量、事件記錄等概況信息，可通過實(shí)時(shí)監(jiān)控、變壓器、通信、視頻切換到需要查看的界面。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線可監(jiān)測(cè)各個(gè)回路的線纜溫度、電壓、電流、功率曲線信息。實(shí)時(shí)變壓器曲線可監(jiān)測(cè)變壓器的狀態(tài)，某天的電壓、電流、功率、用電量等曲線信息。接線圖頁面通過一次圖實(shí)時(shí)反映電氣參數(shù)變化，包括遙測(cè)、遙信等信息(遙信信號(hào)需要斷路供輔助觸點(diǎn)支持)，刷新的時(shí)間<=5s。能耗統(tǒng)計(jì)頁面顯示各回路的功率峰值和用電量峰值，功率、電能趨勢(shì)曲線，電能環(huán)比， 用電排名。運(yùn)維管理-通信狀態(tài)顯示監(jiān)測(cè)接入系統(tǒng)設(shè)備的通信狀態(tài)。

4.2.15 APP訪問

設(shè)備數(shù)據(jù)頁面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)以及曲線。

4.3 相關(guān)產(chǎn)品

5.結(jié)語

要實(shí)現(xiàn)智能配電在石化行業(yè)的鋪開和落地，需要行業(yè)生態(tài)圈的共同參與基于綠色能源管理理念，安科瑞電氣從能源生產(chǎn)、輸送、儲(chǔ)存和使用全過程中提供端到端的解決方案，滿足供給側(cè)清潔能源優(yōu)化配置與消納、需求側(cè)電能替代和多能互補(bǔ)等多重需求不斷完善對(duì)本地生態(tài)圈的打造，連結(jié)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的參與者，一同致力于對(duì)智能配電的推動(dòng)和石化行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，攜手共贏未來！

參考文獻(xiàn)：

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