用戶側(cè)配電房電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用

1、精品用戶側(cè)配電房監(jiān)控系統(tǒng)的應用1 概述配電房監(jiān)控系統(tǒng)是指在配電房內(nèi)應用自動化技術(shù)、信息處理技術(shù)、 傳輸技術(shù)和計算機軟硬件等技術(shù)實現(xiàn)對配電室設備（包括測量儀表、 控制系統(tǒng)、信號系統(tǒng)及遠動裝置等） 的功能進行重新組合和優(yōu)化設計，對配電房內(nèi)主要電氣設備的運行情況進行監(jiān)視、 測量、控制和協(xié)調(diào)， 減少或代替運行值班員對配電房運行情況的監(jiān)視和控制操作， 準確的掌握配電系統(tǒng)設備運行的實際情況，及時發(fā)現(xiàn)故障問題并進行有效解決 ,使配電網(wǎng)更加安全、穩(wěn)定、可靠運行的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。隨著社會經(jīng)濟水平不斷提升， 用戶對電力需求也是日益增多，供電公司及電力用戶的專變配電房由于數(shù)量較多、分布較廣等原因， 具有分散

2、、 地理環(huán)境情況變化多端、覆蓋面廣、用戶眾多，容易受用戶增容和城市建設影響等特點。這充分促使電力運維企業(yè)飛速進展， 電網(wǎng)日漸擴張及用戶對配電可靠性要求持續(xù)提高，配電房的監(jiān)控對配電自動化管理、線損分析、負荷預測、 電力需求管理具有重大意義。所以配電房監(jiān)控系統(tǒng)的運用也就越來越備受關(guān)注。1.1 發(fā)展歷程由于電壓等級越高，電力系統(tǒng)要求的可靠性、安全性就越高，對于國內(nèi)的10KV 以上的中、高壓輸變電系統(tǒng)的電力自動化監(jiān)控軟件已經(jīng)發(fā)展成了很完善的系統(tǒng)軟件。該監(jiān)控軟件在測量、 監(jiān)控、繼電保護和通訊功能等方面已經(jīng)實現(xiàn)了電-可編輯 -精品網(wǎng)的自動化管理。對于中、高壓輸變電系統(tǒng)的安全性、 可靠性、實時性、易用性、兼

3、容性及掌控和管理方面也達到了較高要求。已經(jīng)真正實現(xiàn)了功能綜合化、 結(jié)構(gòu)微機化、操作監(jiān)視屏幕化、運行管理智能化。因此在中、高壓輸變電系統(tǒng)的電力自動化監(jiān)控軟件技術(shù)在國內(nèi)、 外已發(fā)展較為成熟。 然而對于低壓智能變配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件仍然是當今國際電力自動化的一個發(fā)展方向和潮流，在我國始于90 年代末，其中2001 年 8 月頒布的“低壓智能化配電行業(yè)標準草案”起到了標志性的作用； 2003 年底，由中華人民共和國建設部批準發(fā)行的變配電系統(tǒng)智能化系統(tǒng)設計 （ 1OKV 及以下），標志著低壓智能化配電在中國正式進入起步階段。目前，我國的低壓智能變配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件還處于一個發(fā)展階段。因此，對于低壓

4、智能變配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設計和研究是一個重要的研究方向。早期配電房沒有辦法及時了解和監(jiān)控各個用戶或線路的運行狀況，更談不上對各個用戶或線路進行直接控制。 全網(wǎng)供電系統(tǒng)設備運行情況、 各條線路的電壓、電流和功率情況， 監(jiān)控中心都不能及時掌握。 操作人員只能根據(jù)事前通過大量人工手算得到的各種系統(tǒng)運行方式，結(jié)合這些有限的“歷史”信息，加上個人的經(jīng)驗，選擇各種運行方式， 再用電話通知各負荷值班人員進行調(diào)度控制。一旦發(fā)生事故，也不能及時了解事故現(xiàn)場情況，及時進行事故處理， 需要較長的時間才能恢復現(xiàn)場設備的運行。顯然，這種落后的狀況直接影響電網(wǎng)的安全運行。低壓智能變配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)的第二個發(fā)展階段

5、，是遠動技術(shù)的采用。 安裝于各變配電站的遠動裝置，采集各負荷的情況， 各線路電流、 電壓和功率等實時數(shù)據(jù)，以及開關(guān)的實時狀態(tài)， 然后通過控制電纜傳送監(jiān)控中心并直接顯示在監(jiān)控室的儀表和模擬屏上。 操作人員可以隨時看到這些運行參數(shù)和全系統(tǒng)運行狀況，-可編輯 -精品還可以立刻顯示開關(guān)及設備的事故跳閘。監(jiān)控中心可以有效地對區(qū)域配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時的監(jiān)控。 操作人員還可以在調(diào)度中心直接對某些開關(guān)進行投入和切除的工作。 這種遠動裝置的采用， 使變配電站綜合自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)“四遙”功能，所謂“四遙”是指“遙測、遙信、遙控和遙調(diào)”的簡稱，“遙測”是指遠方測量智能保護控制器諸如電流、電壓、功率等模擬量等

6、參數(shù)，“遙信”是指遠方監(jiān)視智能保護控制器的工作狀態(tài)和運轉(zhuǎn)情況狀態(tài)等，“遙控”是指遠方控制智能保護控制器的啟停、合分等工作狀態(tài)，“遙調(diào)”是指遠方設定及調(diào)整智能保護控制器的工作參數(shù)、標準參數(shù)等。低壓智能變配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)的第三個發(fā)展階段，計算機技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應用。 電力電子和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，為電力系統(tǒng)遠動和通訊技術(shù)的發(fā)展應用提供了有力的技術(shù)支持，于是近幾年來無人值班變電站迅速發(fā)展起來，建立了一批能夠?qū)崿F(xiàn) “四遙” 功能的無人值班配電房， 構(gòu)成一個資源和信息共享的全微機化的系統(tǒng)，對變配電實現(xiàn)遙信、遙測、遙析和遙儲，以達到在中央控制室（或總值班室）能夠監(jiān)視和控制整個變配電系統(tǒng)。真正實現(xiàn)

7、功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機化、操作監(jiān)視屏幕化、運行管理智能化，保證系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運行，實現(xiàn)真正的無人值班。從而實現(xiàn)電網(wǎng)的現(xiàn)代化管理，并在運行、安全、設計、施工、檢修、維護和管理帶來便利和一定的經(jīng)濟效益等諸多方面具有一定的意義。1.2 特點分析配電房是電力系統(tǒng)末端配電網(wǎng)中傳輸、分配電能的主要電氣設備場所，是城市配電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分。長期以來，配電房管理工作一直是供電系統(tǒng)運行管理的可靠性的薄弱環(huán)節(jié)之一， 一些配電房開關(guān)跳閘和配電房環(huán)境過熱影響設備-可編輯 -精品運行、配電房水浸導致設備損壞、配電房設備被盜等，既容易燒毀設備，也容易影響用戶正常的用電情況， 由于低壓配電網(wǎng)絡缺乏這方面的檢測手段，

8、主要由工作人員逐個測量配電裝置及巡檢，結(jié)果是費時費工，既不能及時反映真實情況，也不能及時解決實際問題。傳統(tǒng)的解決方案就是分別安裝環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)柜、變壓器等監(jiān)測設備， 以及報警、視頻以及環(huán)境監(jiān)控等系統(tǒng)等，但是這些系統(tǒng)具有如下問題：1、很多裝置沒有聯(lián)網(wǎng)，只是在本地監(jiān)測和控制；2、聯(lián)網(wǎng)的各系統(tǒng)之間獨立運行，形成監(jiān)控“孤島”現(xiàn)象，無法有效的進行管理，也達不到安全管理的效果。3、目前配電房內(nèi)所有門鎖都采用機械鎖，也就是說隨便配一把鑰匙可將各設備室的門全部打開， 從而存在很大的安全隱患，一方面，外來人員用借到的鑰匙就可隨心所欲開啟任何房門， 也無法記錄開啟時間， 這不僅可能出現(xiàn)物品被盜，甚至可能開錯設備室的

9、門而誤入帶電間隔，出現(xiàn)人員傷亡的事故。 另方面，當鑰匙丟失了時，更是存在前面所述的安全隱患。4、目前配電站的巡視都是通過手工記錄的方式進行，會出現(xiàn)代簽、統(tǒng)計費時費力，無法做到實時監(jiān)控和管理。5、多系統(tǒng)并存不但增加了投資成本，后期的維護成本也大大增加，并且多個廠家的設備同時運行，也會產(chǎn)生扯皮現(xiàn)象，浪費業(yè)主的時間和精力。1.3 發(fā)展趨勢近年來，在原有用戶的基礎上， 隨著我國用電量及新增配電室逐年增加，潛-可編輯 -精品伏的電力事故安全隱患呈上升趨勢，直接威脅著人民生命和財產(chǎn)的安全，從我國歷年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看， 無論是發(fā)生次數(shù)， 還是直接經(jīng)濟損失， 電力事故都是不容忽視的一部分。如何利用現(xiàn)有的電力運行

10、監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測配電室運行狀況， 來實現(xiàn)電力事故的預防和控制，已成為業(yè)界和供電部門著力研究和解決的熱點議題。隨著互聯(lián)網(wǎng)與機器人技術(shù)的大力發(fā)展，配電房智能無人監(jiān)控技術(shù)日趨成熟和發(fā)展，更多的用戶希望與新技術(shù)融合，把電力事故監(jiān)測系統(tǒng)和智能用電管理系統(tǒng)有效結(jié)合，通過一套完整的解決方案，實現(xiàn)科學、安全、高效用電?；谏鲜龅膶嶋H需求， 市場中開始出現(xiàn)了將計算機網(wǎng)絡技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和機器人技術(shù)應用于配電房運維業(yè)務中，以此來提升運維的可靠性和效率的各類產(chǎn)品和服務。2 技術(shù)要求2.1 建設依據(jù)GJBT-671 變配電系統(tǒng)智能化系統(tǒng)設計（1OKV 及以下）GB11287-89 繼電器、繼電保護GB/T1453

11、7-93量度繼電器和保護裝置沖擊和碰撞試驗GB6162-85 靜態(tài)繼電器和保護裝置的電氣干擾試驗GB/T14598. 9-1995電氣繼電器箢 22 部分量度繼電器和保護裝置的電氣干擾試驗，第3 篇輻射電磁場干擾試驗GB/T14598.10-1996電氣繼電器第22 部分量度繼電器和保護裝置的-可編輯 -精品電氣干擾試驗，第4 篇快速瞬變干擾試驗GB7261-1997 繼電器及繼電保護裝置基本試驗方法GB14285-93 繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程GB50062-92 電力裝置的繼電保護和安全自動裝置設計規(guī)程GB50171-92 電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗收劃程GB/T1

12、3730-92地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件GB-2887-89 計算站場地技術(shù)條件DL/T478-92 靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術(shù)條件GB-2887-89 計算站場地技術(shù)條件DL/T478-92 靜態(tài)繼電保護及安全白動裝置通用技術(shù)條件DL/T587-1996微機繼電保護裝置運行管理規(guī)程DL5003-92 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設計技術(shù)規(guī)程GB/T50314-2000智能建筑設計標準GB/T50312-2000建筑和建筑群綜合布線系統(tǒng)工程施工及驗收規(guī)范2.2 技術(shù)目標運用智應用自動化技術(shù)、信息處理技術(shù)、傳輸技術(shù)和計算機軟硬件等技術(shù)，對配電房內(nèi)外環(huán)境與安防監(jiān)控進行技術(shù)研究，探索配電房

13、動態(tài)環(huán)境與安防監(jiān)控系統(tǒng)的可行性。采集低壓配電站內(nèi)智能電子設備信息通過現(xiàn)場總線和網(wǎng)絡方式與站內(nèi)的智能電子設備（包括智能網(wǎng)絡電力儀表、電度表、無功補償裝置、溫控裝置等進行通信，接收智能電子設備上送的各種信息。-可編輯 -精品? 為智能電網(wǎng)的信息化、自動化、互動化提供技術(shù)基礎智能化配電房應該能夠?qū)崿F(xiàn)站內(nèi)全部設施的自動化、信息化、數(shù)字化，并通過有效的數(shù)據(jù)整合收集體系， 將數(shù)據(jù)上傳至統(tǒng)計分析系統(tǒng)， 為運行管理工作提供技術(shù)支持和決策依據(jù)；? 及時發(fā)現(xiàn)異常，減少事故發(fā)生對環(huán)境與安防綜合監(jiān)控技術(shù)研究，可以掌握配電房動態(tài)的環(huán)境與安防數(shù)據(jù)，可及時發(fā)現(xiàn)配電房環(huán)境異常并及時處理，減少了因配電房環(huán)境造成的停電事故的發(fā)生

14、；? 對在線式紅外母線測溫技術(shù)的研究，以及對電纜溫度無線測溫技術(shù)的研究。解決不需要接觸母線就能測出母線溫度的問題， 通過無線通訊技術(shù)實現(xiàn)電纜溫度的檢測。實時掌握母線和電纜溫度，起到故障預警的作用。? 對腐蝕電纜的臭氧 O 3 氣體檢測，預防電纜被腐蝕；對開關(guān)室 SF6 和 O 2 檢測，實時檢測泄漏情況， 保證人員安全。 電纜溝內(nèi) H 2S 氣體檢測，實時掌握電纜溝內(nèi)有毒氣體 H2S 的濃度，保障電纜溝施工人員生命安全。? 無人泵機啟停，降低人工巡視頻率對地下漏水檢測以及水泵聯(lián)動技術(shù)的研究，可以實現(xiàn)無人泵機啟停，可降低人工巡視的頻率；? 改良施工模式，保護所內(nèi)環(huán)境對傳感網(wǎng)技術(shù)的研究，可減少配電

15、房內(nèi)開槽布線的施工方式，對于保護配電房內(nèi)環(huán)境以及減少事故發(fā)生幾率起到關(guān)鍵性作用；-可編輯 -精品? 主動視頻監(jiān)控，及時處理入侵破壞行為對主動視頻分析技術(shù)的應用，可實現(xiàn)對配電房內(nèi)外環(huán)境的主動視頻監(jiān)控，及時處理對配電房的入侵、破壞行為。? 實現(xiàn)與值班站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)通信將各種采集的信息送往值班站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)，通過監(jiān)控系統(tǒng)值班人員可以方便直觀地監(jiān)控 400V 配電房內(nèi)的運行情況。同時將監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的各種控制命令轉(zhuǎn)送給智能電子設備。? 實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)功能內(nèi)嵌網(wǎng)關(guān)功能，可以完成各端口之間及各規(guī)約之間的轉(zhuǎn)換。? 實現(xiàn)邏輯運算可以根據(jù)工程需要按照邏輯規(guī)則合成新的信息， 合成信息可轉(zhuǎn)發(fā)給主站監(jiān)控系統(tǒng)或者據(jù)此下發(fā)控制命

16、令。3 市場分析3.1 用戶側(cè)需求分析3.1.1 用戶需求分析目前的變電站監(jiān)控系統(tǒng)絕大部分針對10kV及以上電壓等級的中高壓電量監(jiān)控，對于 400V 低壓配電房監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展緩慢，主要是因為現(xiàn)在變配電系統(tǒng)里存在下列的實際問題和難點：1、低壓配電站數(shù)量多，分布區(qū)域及其廣泛，一旦建成，欲再做線路、設備布局、建筑結(jié)構(gòu)改造則施工及其困難；2、在低壓側(cè)配電系統(tǒng)里存在大量的老舊配電設備，這些設備的新舊替換工作量大、操作繁瑣、耗時較長；-可編輯 -精品3、在低壓側(cè)配電系統(tǒng)中回路眾多，每條回路一個數(shù)字儀表，信息量分散，要求監(jiān)控系統(tǒng)的開放性及可擴充性較高；4、低壓側(cè)配電網(wǎng)路中的數(shù)字儀表產(chǎn)品種類繁多，這樣造成通訊

17、協(xié)議亂雜，完成監(jiān)控系統(tǒng)則需要編寫大量規(guī)約才能進行各類儀表的通訊；然而現(xiàn)在的電力用戶急需提高用戶側(cè)變配電系統(tǒng)運行管理水平，保障電力系統(tǒng)的可靠運行， 降低運行維護成本， 但是用戶側(cè)配電房傳統(tǒng)的運維方式存在有以下幾點較為突出的問題：1、現(xiàn)在市場上的配電系統(tǒng)運行維護成本偏高。2、專業(yè)電力技術(shù)人員招聘困難， 技術(shù)門檻高，人員流動性大， 薪酬要求高。3、沒有固定的專業(yè)維護隊伍進行服務，應急搶修成本高。4、搶修及時性沒有保障、運行可靠性較低。5、傳統(tǒng)人工巡檢的數(shù)據(jù)記錄不夠及時精準全面。6、傳統(tǒng)人工巡檢多應對故障后的報修，而不是實時故障檢測。7、傳統(tǒng)人工巡檢工作效率低下，可能出現(xiàn)玩忽職守的情況導致事故發(fā)生。8

18、、傳統(tǒng)人工巡檢維護人員無法24 小時巡檢，節(jié)假日排班十分困難。9、只能應對低壓故障維護，高壓端仍需逐級上報，等待供電局的搶修。3.1.2 功能價值分析3.1.2.1 配電房監(jiān)控系統(tǒng)功能概述1、線上服務遙測：通過智能儀表和模塊對用戶用電設備的數(shù)據(jù)進行測量；-可編輯 -精品遙信：經(jīng)過傳輸模塊及遠程傳輸軟件將收集的用戶數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)奖O(jiān)控分析平臺；遙析：智能平臺 24 小時有專業(yè)人員對傳輸過來的用戶數(shù)據(jù)進行監(jiān)測、報警提示及運行分析， 平臺定期給用戶出具配電房運行報告，內(nèi)容主要是消除安全隱患和經(jīng)濟運行建議，提供節(jié)能改造的技術(shù)解決方案；遙儲：對用戶數(shù)據(jù)可以選擇存儲在云服務器，并在客戶端及我們平臺本地提供硬

19、盤數(shù)據(jù)儲存存儲，保證用戶數(shù)據(jù)的最大安全，數(shù)據(jù)永遠不會丟失。2、線下服務依托平臺自有或簽約合作的線下專業(yè)應急搶修公司、運維單位、隊伍或人員，定期派出專業(yè)人員及對用戶電房設備進行巡視及在線監(jiān)測。同時倡導監(jiān)理24 小時實時響應機制，建立隨時待命，30 分鐘專業(yè)人員到現(xiàn)場， 2 小時專業(yè)隊伍到現(xiàn)場的立體應急機制。3、云平臺大數(shù)據(jù)服務依托線上線下服務及服務過程中所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，可擴展更多增值服務內(nèi)容。小到每個用戶配電房每月的運行月度報告、潛在故障點預防性分析、 經(jīng)濟運行改善性方案以及常見應急搶修備用設備準備制度的建立；大至平臺服務覆蓋范圍內(nèi)的用電需求實時圖表、 高峰需求預期測算等， 均可以在量級客戶全

20、體數(shù)據(jù)庫建立后逐步實現(xiàn)。 云平臺大數(shù)據(jù)技術(shù)的引入， 既能為單一客戶提供個性及精準化的數(shù)據(jù)分析服務，也為供電部門進一步落實用電需求側(cè)改革提供了切實有效的數(shù)據(jù)支撐。-可編輯 -精品3.1.2.2 配電房監(jiān)控系統(tǒng)價值分析1、提高安全等級及水平1）增加電力安全的手段：過去單純是人值班，現(xiàn)在是人和系統(tǒng)共同配合。2）減少了人值班的無法解決的問題：人員僅憑經(jīng)驗和感官無法保證配電室安全；人員技術(shù)水平和經(jīng)驗根本不能勝任此項工作；人的天性中存在的弱點惰性，隨意，不能長久保持專注等；人值班效率極低。3）提高電力安全的技術(shù)水平：過去即使能收集這些數(shù)據(jù)，甲方人員也看不懂不會分析，這些數(shù)據(jù)和收集的功能等于沒有任何意義。4

21、）提高主網(wǎng)的安全性：在提高自身設備安全等級的同時也為上級主網(wǎng)安全做出貢獻。5）大大降低事故發(fā)生率：因為有事故預警功能及每月提供的運行分析報告可以讓絕大多數(shù)事故消除在萌芽階段。6）專業(yè)隊伍隨時保駕護航： 24 小時專業(yè)人員遠程值守、 定期對甲方設備進行在線監(jiān)測、 24 小時電工及專業(yè)現(xiàn)場隊伍待命，確保事故發(fā)生2 小時內(nèi)專業(yè)隊伍到現(xiàn)場搶修。2、節(jié)省配電房運營經(jīng)費1）本系統(tǒng)可以替代大部分值班人員的功能，因此可以根據(jù)用戶實際情況減少值班人員，而此系統(tǒng)的用戶所付年服務費僅為一個高壓電工的薪酬及管理費用，將大大為用戶節(jié)省整體運維成本。2）每月給用戶提供的運行質(zhì)量報告，根據(jù)各種數(shù)據(jù)進行分析，給出消除隱患的方

22、案及節(jié)能方案，最終實現(xiàn)用電經(jīng)濟高效運行。3）其中消除隱患的成本和事故發(fā)生了造成的經(jīng)濟損失相比肯定非常小，實-可編輯 -精品際上也為用戶無形節(jié)省了事故搶修的成本。3.2 市場競爭分析現(xiàn)有市場上用戶的配電房維護主要由當?shù)氐墓╇娋只蛘呤枪╇娋窒聦偃a(chǎn)公司及其他民營電力工程代維公司，其中供電局及其供電局的三產(chǎn)公司占據(jù)了整個配電房市場的絕大部分的份額， 其他民營代維公司在市場上暫時未有對行業(yè)的巨頭形成競爭。 由于供電局和三產(chǎn)公司的專業(yè)服務團隊依靠其在技術(shù)、資源上的優(yōu)勢掌握著大量的用戶資源， 但也因為其的傳統(tǒng)固有技術(shù)手段、局限創(chuàng)新意識的形成所帶來的響應機制落后、競爭意識差和服務觀念薄弱等等一系列的問題。在國家新的電改政策陸續(xù)出臺完善， 并形成強大政策利好導向和創(chuàng)業(yè)風口期，越來越多的發(fā)電企業(yè)、 開發(fā)區(qū)、電建公司及民營企業(yè)乘著改革的東風，利用內(nèi)部資源或外部資金成立了大量的售電公司。雖然目前由于政策的限制， 售電公司只能針對增量用戶進行開發(fā)，而基于“新常態(tài)”的大環(huán)境，近年來增量用戶的市場空間并沒有達到預期。 因此，如何在新的電改政策進一步落地之前，如何將供電局的存量用戶也“搶到”手中，成為了售電公司發(fā)展的一個大課題?；谡碱I用戶市場、 積極搶份額的現(xiàn)實考慮， 一些有實力的民營電力安裝公司和售電公