智能監控終端在配電網中的應用研究

龔智永

摘? ?要：文章主要針對智能監控終端及其在配電網中的應用進行研究與分析，解析配電網智能化建設現狀，指出智能配網在應用中面臨的難題與困難，針對現狀提出智能監控終端在配電網中的應用實證。

關鍵詞：智能監控終端;配電網;應用

智能電網主要是在電力企業中引入智能化技術，包括網絡通信技術以及高新技術和設備等，將電力企業運營、控制、生產有機聯合在一起。和傳統配電技術相比，智能配電網具有顯著優勢，不僅安全系數高，而且能有效保障電能質量，同時，智能技術的引入也提高了電力系統的自愈能力。作為電力系統的末端，配電網擔負著向企業以及用戶供電的職能，其可靠性與穩定性直接影響著企業生產以及人們生活。當前，為保證供電系統的穩定性，必須對系統運行狀態和運行參數進行實時監控，這也是智能電網的重要任務之一。智能監控終端作為配電網數據實時采集、分析、控制的自動化終端設備，引入通信技術、計算機技術以及智能控制技術，對電力系統智能化、高度一體化融合發展具有重要意義[1]。

1? ? 配電網智能化建設現狀分析

1.1? 配電網智能化建設現狀

通過對當前配電網發展以及社會發展現狀分析，能夠發現，目前城市用電需求激增，并在未來幾年之內仍會呈現出持續增長的趨勢。但我國配電網整體運行質量和智能化水平還相對較低，和實際用電需求不相匹配。在這樣背景下，配電網智能化工程建設將成為未來發展的關鍵內容，具有前瞻性需求。

我國當前配電網智能化建設的中心環節主要包括3部分：智能化配電臺區建設、配電線路智能化建設以及以用戶為核心的用電信息智能采集建設。為實現智能電網的智能化建設，信息系統統一運行平臺的建設成為核心與關鍵，也是當前以及未來配網智能化建設的首要任務。為構建智能化電網信息系統統一運行平臺，智能監控終端占據重要地位，直接影響著整個平臺以及系統的運行質量。因此，本文主要對智能監控終端建設的需求進行分析，指出其在配電網中應用的具體功能和需求，最后，以智能監控終端實證來分析其在配電網中的具體應用。

1.2? 需求分析

針對當前智能電網發展現狀，加強智能電網建設勢在必行，智能電網建設需求主要集中在以下幾個方面。

（1）根據實際需求建立相匹配的用電企業配電網數據采集和監控平臺，將電力企業生產營銷管理系統、電網生產監控系統以及智能電表遠程采集系統、實時監控系統等聯合在一起，統一采集、監控、數據共享，實現整個電網信息資源的整合以及電網信息數據的統一處理[2]。

（2）有效整合電力企業的信息資源，在此基礎上建立相應的一體化電力企業信息案例平臺，將電力企業中的各大系統，包括地理信息系統（Geographic Information System，GIS）、企業資源計劃（Enterprise Resource Planning，ERP）系統以及工程生產管理系統（Power Production Management System，PMS）等，將這些系統集成整合在一起，有效解決電力行業中的信息孤島問題。

（3）在建立的智能配網數據平臺系統的基礎上，進行電力系統中人力資源以及財物資源相關信息的采集和監控，以此為基礎構建區域性供電企業智能運行監控與管理中心，為區域性供電企業模式化、協調化發展奠定基礎[3]。

2? ? 智能監控終端在配電網中的應用及功能需求

我國地域遼闊也導致配電網環境呈現出多樣性，不同地區、不同環境對監控終端具有不同要求，在進行配電網智能監控終端設計中需要和實際相結合，根據實際需求設計、研發功能（見圖1）。尤其是對于農村配電網和城市配電網而言，二者具有顯著差異。下面就農村配電網和城市配電網設備運行現狀及存在問題進行簡要說明。

2.1? 農村配電網

農村配電網特點：（1）農村配電網中電力負荷相對較低，電網負荷密度和城市配電網相比，密度低，但在農村中，早晚電力負荷差異顯著。（2）農村，尤其是偏遠山區的電力環境比較惡劣、復雜，存在絕緣狀況差的問題，這些問題導致漏電保護裝置跳閘頻繁問題突出。（3）在農村地區還存在低壓線路損壞、變壓器及相關設備被盜竊的現象。（4）目前，我國農村地區的極大一部分電力工作人員的文化程度低，專業素養有所欠缺，對于復雜的新型設備檢修、維護經驗不足[4]。

2.2? 城市配電網

城市配電網特點：（1）和農村配電網相比，城市配電網的自動化水平較高。（2）城市配電網中用電量大，供電需求多，存在一級、二級負荷，因此，對供電質量、供電可靠性具有較高要求。（3）城市配電網發展建設水平較高，引入大量新型電力電子設備，而且具有大量的非線性負荷和感性負荷，需要頻繁投切無功補償裝置。

基于配電網中發展的差異，配電網監控終端設計也必須要根據實際需求和特點進行差異化設計。針對農村配電網建設中存在的問題，進行針對性優化，提高操作人員和電力工作人員的文化水平和專業素養，加強GPRS通信建設，提高人機交互界面建設水平。城市供電網中，應該加強監控系統終端可靠性建設，增設更加靈活的投切無功補償裝置，提高監控終端應用質量。如圖1所示，雖然不同地區對監控系統、監控終端功能需求具有一定差異，但基本功能具有一致性，能夠實現電力網絡系統運行狀態實時監控，并具有應急報警、控制功能，具有“四遙”功能。信息采集模塊的主要功能是實現電力系統中電壓、開關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行深度分析處理，完成處理后的數據通過GPRS，RS485等通信系統傳遞到主站服務器當中。主站接收到數據之后會在進一步分析的基礎上實現電力系統控制[5]。

3? ? 智能監控終端在配電網中的應用實證分析

3.1? 系統構架

配電網智能化建設項目是對傳統配電網絡系統的整合，將GIS系統、ERP系統、PMS系統以及目標管理系統（Object Management System，OMS）等整合在一起，形成智能一體化信息管理平臺。各系統之間協調配合、統一角度，實現生產控制大區管理以及管理信息大區管理。生產控制大區的主要功能是進行系統實時控制，管理信息大區的主要功能是整合信息資源并進行企業數據共享。生產大區實時采集系統采集到的信息和數據，通過電力生產專網進行傳輸，在傳輸過程中增加相應的邏輯隔離、數據加密等，實現信息安全防護。同時，在系統構架中引入網絡技術，智能化、信息化、自動化技術，進一步提高電力生產數據專網體系的安全性與可靠性，實現信息流、業務流、電力流的一體化融合。

3.2? 配網終端設備節點及功能分析

（1）遙測功能：在配網終端中配備相應的傳感器，傳感器能夠實時采集配電線路中的相關電力參數，包括電流、電壓、功率因數等。

（2）遙控功能：配網終端設備遙控功能主要通過網路遠程傳輸控制系統實現，終端能夠通過該系統將控制信息傳遞到相應的智能終端，實現智能終端聯絡開關、自動跳閘、自動重合等操作，完成遠程控制之后，還能夠進行參數校核，保證控制命令已執行。

（3）遙信功能：配網終端設備的相關運行參數也需要進行傳遞，包括保護動作信號參數、開關狀態參數等，將這些信息和參數傳遞到主站當中。

（4）對時功能：為保證系統的運行還必須要保證整個系統的時間統一性與準確性，對服務器和終端設備進行校對，保證在統一時序和統一時間下執行各系統命令。

（5）遠程可修改可召喚保護設備定值功能：在智能配電網絡中需要配備相應的保護設備，通過保護設備實施調取FTU中的實時定值命令，接收主站中傳遞的修改保護定值命令并執行，以此保證裝置和系統具有正常的可維護功能，同時，還能為系統提供參數設置、實時監控及遠程專家監控診斷功能。

（6）手動操作功能：手動操作主要應對系統故障情況以及特殊情形，當出現這些異常情況的時候，可以采用手動操作實現智能終端設備手動合、分閘。

（7）通信功能：在當前智能網絡建設中需要輔助以相應的通信功能，本設計中采用的通信方式主要是RS485等標準通信規約和傳輸控制協議/因特網互聯協議（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）以及以太網通信協議。

（8）設備自診斷及自恢復功能：在當前智能配網中，為提高其自動化水平，還需要為其配備自我診斷、自檢以及可警告功能。

（9）故障識別功能：在智能配網當中，對獲得的系統運行實時參數進行監控，同時，將監控到的參數和系統預設數據進行比對，判斷故障情況，若發現故障，系統會直接提醒主站調控人員，盡早處理故障問題。

4? ? 結語

作為智能電網的關鍵一環，智能監控系統以及智能監控終端的設計和使用尤為重要。本文主要針對系統構建以及智能終端功能實現進行了簡要分析，希望未來相關研究不斷發展與完善。

[參考文獻]

[1]楊軍，符冰超，阮靈琪，等.基于二維碼標簽的艦船配電網標準化巡視智能監控方法[J].艦船科學技術，2019（10）：94-96.

[2]佚名.圖片新聞[J].產業創新研究，2019（5）：130.

[3]程帥.智能配電網規劃建設的方案[J].電子技術與軟件工程，2019（9）：221.

[4]雷漢樟.解析大數據的智能配電網運行監控平臺關鍵技術[J].通訊世界，2018（8）：116-117.

[5]白揚.配電網電能質量智能監控方法探究[J].電子世界，2018（15）：89-90.