產(chǎn)品中心
淺談智能監(jiān)控管理在電力系統(tǒng)的應用
任運業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：闡述電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的特點和應用，包括智能風險評估機制、構建智能變電站、擴展應用領域，探討電力調(diào)度中的人工智能技術，圖像、圖表、三維數(shù)據(jù)監(jiān)控技術應用。
關鍵詞：電力調(diào)度，自動化系統(tǒng)，三維數(shù)據(jù)監(jiān)控。
0、引言
在將計算機技術和自動化技術引入到傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，對其進行改造和升級，建設智能變電站，已是目前電力事業(yè)的發(fā)展方向。
1、研究背景
電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的特點。必須從整體上加強與智能電網(wǎng)技術的整合，隨著智能電網(wǎng)技術的發(fā)展，電網(wǎng)的穩(wěn)定性將得到進一步的改善。此外，通過與智能電網(wǎng)技術的融合，可以使電力系統(tǒng)的信息資源得到更多共享。以電力系統(tǒng)的總體運行為中心，對智能技術進行了有效的整合與應用，從而能夠及時地幫助技術人員對運行過程中的隱患進行全面的排查。通過對這些數(shù)據(jù)背后的成因進行分析，并以此為基礎進行綜合診斷，能夠從各個方面改善電網(wǎng)的穩(wěn)定運行效果。目前，智能電網(wǎng)技術已經(jīng)被廣泛地應用于電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，并且起到了舉足輕重的作用。隨著電力系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的需求日益增長，需要對其技術標準與要求進行持續(xù)的優(yōu)化與改進，以確保其穩(wěn)定、可靠地運行。因此，對智能電網(wǎng)技術在電力調(diào)度中的重要作用及具體實施方法進行深入的研究是十分必要的。
針對智能電網(wǎng)技術的運行特性和特點，全面強化智能電網(wǎng)技術在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應用，并將其集成到電力系統(tǒng)中，能夠進一步推動電力系統(tǒng)功能在集成、自修復和兼容性等方面的持續(xù)拓展，充分發(fā)揮調(diào)度自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢，為智能電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠運行提供有力的技術支持。同時，我們也看到了電網(wǎng)調(diào)度自動化在新的情況下，對其操作提出了更高的要求。如何對系統(tǒng)進行整體強化，并對其進行診斷與優(yōu)化，是一個值得探討的問題。在此基礎上，提出了一種基于智能電網(wǎng)的信息融合與應用方法。在此基礎上，深入研究并完善與之相適應的閉環(huán)技術更新、數(shù)據(jù)共享、自動化綜合監(jiān)管等相關的閉環(huán)管理與機制，從而有效提升電網(wǎng)優(yōu)化運行的效能，實現(xiàn)電網(wǎng)節(jié)能降耗，提升電網(wǎng)可靠性與安全性。
2、智能電網(wǎng)技術
智能風險評估機制。電力系統(tǒng)中智能電網(wǎng)技術的發(fā)展受諸多因素的影響。但是，要保證其在智能電網(wǎng)中的安全可靠運行，就必須要有一套行之有效的風險評價方法。運用智能電網(wǎng)的風險評價體系，能夠有效地保障調(diào)度過程中的電力自動控制效率，推動電力系統(tǒng)的快速發(fā)展。在實際建模時，要考慮到電力設備的實際工作情況，并結合其工作原理，對其進行建模。在此基礎上，建立故障概率模型，實現(xiàn)對電網(wǎng)設備的全面風險評價與預警，為保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠供電提供保障。
構建智能變電站。以目前的電力技術為基礎，將計算機技術、自動化技術、網(wǎng)絡信息技術相結合，構建了智能化變電站。在電網(wǎng)中增設智能化的傳感器與測控終端，能夠有效地實現(xiàn)對電網(wǎng)運行狀況的實時監(jiān)控。同時，該系統(tǒng)還能應用于實際生產(chǎn)中，達到數(shù)據(jù)和信息的共享，提高了系統(tǒng)的集成度。擴大適用范圍，實現(xiàn)變電所調(diào)度工作的高效、穩(wěn)定運行，降低電網(wǎng)故障，減輕工作人員的工作負擔。在智能電網(wǎng)技術不斷革新的背景下，智能電力機器人與智能變電站相結合，構成了智能變電站的集成系統(tǒng)。在工作中，機器人代替了傳統(tǒng)的手工工作，從而減輕了工作人員的勞動強度，保證了工作人員的人身安全。
3、電力調(diào)度運行和監(jiān)控策略
強化員工的操作能力和技術水平。在對調(diào)度員進行工作的組織、制定工作計劃、檢查工作流程以及對工作結果進行評估的過程中，調(diào)度員能夠對工作中的每一個環(huán)節(jié)進行總結和反省，從而加強了對工作中的安全性和規(guī)范化的認識，降低了工作中的錯誤，將人的影響降到zui低，從而提升了對電網(wǎng)的調(diào)度和監(jiān)測管理的可靠性；這樣就能在電源系統(tǒng)中避免發(fā)生故障。
4、安科瑞Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)平臺概述
Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺，建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標準，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務的平臺。 用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務。
該平臺提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。
5、應用場所
本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統(tǒng)集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運維等領域。
6、組網(wǎng)結構
7、平臺功能
7.1 可定制駕駛艙
可定制化的駕駛艙：可根據(jù)客戶的行業(yè)特性，行業(yè)需求，經(jīng)過培訓的工程或調(diào)試人員自行繪制客戶所需的駕駛艙頁面。
例如下圖所示的智慧物業(yè)駕駛艙，內(nèi)容有：預付費、充電樁、電梯、空調(diào)、照明等設備管理、能耗統(tǒng)計、收益統(tǒng)計、運維情況等。其中百du地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。
7.2 電力集抄
電力集抄模塊可以實現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制，對系統(tǒng)進行綜合檢測和統(tǒng)一管理；在數(shù)據(jù)資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設 備運行（包括歷史和實時參數(shù)，并根據(jù)實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。
變壓器監(jiān)控
配電圖
7.3 能耗分析
能耗分析模塊采用自動化、信息化技術，實現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動 化、科學化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機結合起來，運用數(shù)據(jù)處理與分析技術，進行離線生產(chǎn)分析 與管理，實現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，優(yōu)化能源介質平衡、有效利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節(jié)能降耗和提 升整體能源管理水平的目的。
能耗概況
7.4預付費管理
1）登陸管理：管理操作員賬戶及權限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；
2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數(shù)進行配置；
3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；
4）售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；
5）售水管理：對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作；
6）報表中心：提供售電、售水財務報表、用能報表、報警報表等查詢，本系統(tǒng)所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出。
預付費看板
7.5 充電樁管理
通過物聯(lián)網(wǎng)技術，對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監(jiān)控、運營分析、基礎數(shù)據(jù)管理等功能。
充電樁看板
7.6 智能照明
智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進行不間斷地數(shù)據(jù)監(jiān)測，也可以實現(xiàn)定時開關策略配置及后臺遠程管理和移動管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節(jié)能減掛的效果。
照明實時監(jiān)控
7.7 安全用電
安全用電采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩余電流）進行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導企業(yè)實現(xiàn)快速時間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現(xiàn)“防患于未然"的目的。
7.8 智慧消防
通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學預警火災、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。填bu了原先針對“九小場所"和危化品生產(chǎn)企業(yè)無法監(jiān)控的空白，適應于所有公建和民建，實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"、用電管理“精細化"的實際需求。
智慧消防看板
8、系統(tǒng)硬件配置
類型 | 型號 | 外觀 | 產(chǎn)品功能 |
能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺 | Acrel-EIOT |
| 提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問 |
智能網(wǎng)關 | AWT100-4G |
| 1路下行485，上行4G；WIFI、NB、LR網(wǎng)口其他規(guī)格可選 |
ANet-1E2S1-4G |
| 上行：以太網(wǎng)、4G 下行：RS485 斷點續(xù)傳，多平臺轉發(fā)，MQTT協(xié)議 | |
電力物聯(lián)網(wǎng) 儀表 | ADW300-4G |
| 三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率測量；電壓電流相角、電壓電流不平衡度測量；電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測量；當月及上三月的電壓、電流、功率極值記錄；最大需量及上十二月歷史需量記錄；事件記錄、復費率、四象限電能及歷史電能記錄；支持4路開關量輸入、2路開關量輸出；支持4路測溫；支持1路剩余電流測量；支持本地顯示及按鍵設置；有功電能精度1級。 通訊方式：支持RS485通訊、Lora無線通訊、4G通訊；WIFI通訊 |
ADW200 |
| 4路三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率測量；電壓電流相角、電壓電流不平衡度測量；電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測量；當月及上三月的電壓、電流、功率極值記錄；最大需量及上十二月歷史需量記錄；事件記錄、復費率、四象限電能及歷史電能記錄；支持12路開關量輸入4路開關量輸出；支持12路測溫4路剩余電流測量；有功電能精度1級。 通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU協(xié)議 | |
ADW210 |
| 4路三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率測量；電壓電流相角、電壓電流不平衡度測量；電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測量；當月及上三月的電壓、電流、功率極值記錄；最大需量及上十二月歷史需量記錄；事件記錄、復費率、四象限電能及歷史電能記錄；支持12路開關量輸入4路開關量輸出；支持12路測溫4路剩余電流測量；有功電能精度1級。 | |
單相電子式計量表 | DDS |
| 單相有功、無功電能計量，電參量測量：U、I 、P、Q、S、PF、F， LCD 顯示， RS485通訊，MODBUS-RTU 和 DL/T645 協(xié)議 |
單相電子式計量表 | DDSD |
| 單相電能計量：總電能計量（反向計入正向），3 個月歷史電能數(shù) 據(jù)凍結存儲電參量測量：U、I 、P、Q、S、PF、F 測量 LCD 顯示：8位段式 LCD 顯示按鍵編程：3按鍵可編程設置密碼、通訊地址、波特率、復 費率和通訊協(xié)議。 脈沖輸出：L有功電能脈沖輸出復費率：4個時區(qū)、2 個時段表、14 個日時段、4 個費率通訊： RS485接口， MODBUS-RTU 、 DL/T645-97 、 DL/T645-07 協(xié)議、紅外通訊 |
三相電子式計量表 | DTSD |
| 三相電能計量：有功電能計量（正、反向）、無功電能計量（正、反向）、 A、B、C 分相正向有功電能電參量測量： U、I 、 P、Q、S、PF、F諧波測量： 2~31 次諧波電壓電流LCD 顯示： 8 位段式 LCD 顯示、背光顯示按鍵編程：4 按鍵可編程通信、變比等參數(shù)脈沖輸出： 有功脈沖輸出、 無功脈沖輸出 、時鐘脈沖輸出LED 報警： 失壓、過壓報警 復費率及附帶功能：有源開關量輸入 、 3 開關量輸出 、 支持 4 個時區(qū)、2 個時段表、 14 個日時段、4 個費率、最大需量及發(fā)生時間 、上 48 月、上 90 日歷史凍結數(shù)據(jù) 、 日期、時間 通訊：紅外通訊、RS485 接口、 同時支持 Modbus、DL/T645測溫：支持 3 外置 NTC 測溫 |
單相電子式計量表 | ADL200 |
| 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。總電能計量（反向計入正向），3個月歷史電能數(shù)據(jù)凍結存儲；8位段式LCD顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級，無功電能2級。 |
三相電子式計量表 | ADL400 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。（正、反向）有功、無功電能計量；A、B、C 分相正向有功電能計量；2-31次諧波電壓電流；12位段式LCD顯示、背光顯示，電能精度0.5s級。 |
單相預付費電表 | DDSY-4G |
| 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。有功電能計量（正、反向），A、B、C分相正向有功電能，支持4個時區(qū)、2個時段表、14個日時段、4個費率最大需量及發(fā)生時間，實時需量，歷史凍結數(shù)據(jù)購電記錄；8位段式LCD顯示、背光顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級，無功電能0.5s級。 |
三相預付費電表 | DTSY-4G |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。有功電能計量（正、反向），A、B、C分相正向有功電能，支持4個時區(qū)、2個時段表、14個日時段、4個費率最大需量及發(fā)生時間，實時需量，歷史凍結數(shù)據(jù)購電記錄；8位段式LCD顯示、背光顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級，無功電能0.5s級。 |
多功能電力儀表 | AEM96 |
| 三相電力參數(shù)測量、電壓和電流的相角、四象限電能計量、復費率、最大需量、歷史電能統(tǒng)計、開關量事件記錄、歷史極值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開關量、報警輸出通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 協(xié)議 |
AEM72 |
| 三相電力參數(shù)測量、電壓和電流的相角、四象限電能計量、復費率、最大需量、歷史電能統(tǒng)計、開關量事件記錄、歷史極值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開關量、報警輸出 通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 協(xié)議 | |
ACR系列 |
| 三相所有電力參數(shù)、最大需量記錄（ACR320EFL）、分時電能統(tǒng)計及12月電能統(tǒng)計、日期時間顯示、LCD顯示、RS485通訊，事件記錄。 通訊方式：RS485，Prifibus-DP、以太網(wǎng) | |
APM系列 |
| 全電量測量，四象限電能，復費率電能，儀表內(nèi)部溫度測量，總有功、總無功、總視在電能脈沖輸出、秒脈沖等可選。三相電流、有功功率、無功功率、視在功率實時需量及最大需量(包含時間戳)。電流、線電壓、相電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、電流總諧波、電壓總諧波的本月極值和上月極值(包含時間戳)。中文顯示，有功電能0.2s級。通訊方式：RS485，Prifibus-DP、以太網(wǎng) | |
直流電能表 | DJSF1352 |
| 1.精度：1級或0.5級，帶±12V電壓輸出用于霍爾傳感器供電 2.測量：電壓、電流、功率、正反向電能，支持雙路計量。 |
智慧用電監(jiān)測裝置 | ARCM300-Z |
| 三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、 Hz、cosΦ），視在電能、四象限 電能計量，單回路剩余電流監(jiān)測， 4 路溫度監(jiān)測，2 路繼電器輸出，2 路開關量輸入，支持斷電報警上傳 |
電氣防火限流式保護器 | ASCP200-40B |
| 可實現(xiàn)短路限流滅弧保護，過載限流保護、內(nèi)部超溫限流保護、過電壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測等功能，1路RS485通訊，1路GPRS（或NB）無線通訊，額度電流0-40A，額定電流菜單可設 |
故障電弧探測器 | AAFD-DU |
| 監(jiān)測故障電弧、漏電、溫度 兩路無源干接點（開關量）輸入 兩路無源常開觸點（開關量）輸出 |
電瓶車充電樁 | ACX系列 |
| 充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電， |
汽車充電樁 | AEV_AC007 |
| 額定功率7kW,單相三線制，防護等級IP65,具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方式：4G、藍牙、Wifi 30KW、600KW、120KW多規(guī)格可選 |
電氣接點在線測溫裝置 | ARTM-Pn |
| 可監(jiān)測電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、電能，可接收60個無線溫度傳感器溫度 |
ATC600 |
| ATC600有2種工作模式：終端(-C)、中繼(-Z)，可根據(jù)項目布局選擇配置?？山邮?40個無線溫度傳感器溫度 | |
智能光伏采集裝置 | AGF-M系列 |
| 光伏電池串開路報警，可以配合組串電壓進行綜合判斷；帶3路開關量狀態(tài)監(jiān)測，用于采集直流斷路器、防雷器等輸出空接點狀態(tài)；一次電流采用穿孔方式接入，安裝方便，安全性高；測量元件采用霍爾傳感器，隔離測量最大電流20A；電壓測量功能可測量母線電壓最高DC 1500V |
三遙單元 | ARTU系列 |
| 可擴展DIDO以及多路模擬量輸入輸出單元。 通訊方式：RS485接口，Modbus協(xié)議。可擴展2G、Lora、LoRAWAN、NB-IoT、4G、以太網(wǎng) |
智慧照明 | ASL200系列 |
| 遙控輸出 兩路無源干接點（開關量）輸入 兩路無源常開觸點（開關量）輸出 |
結語
隨著科技的發(fā)展，為改善電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行，供電公司必須加大力度，加大對新技術的應用力度。智能電網(wǎng)技術是目前電力公司發(fā)展與建設的一個重要趨勢，我們一定要對其給予足夠的關注，使其在電力調(diào)度中的功能得到最da程度的發(fā)揮，從而推動電力調(diào)度自動化工作的進一步發(fā)展。作為一項新興的電力技術，智能電網(wǎng)技術仍需在實踐、改進和優(yōu)化上多下功夫，才能推動電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，加速智能化、自動化的電網(wǎng)系統(tǒng)的建設，推動電力工業(yè)的高質量發(fā)展。
參考文獻：
[1] 方嘉祥.智能電網(wǎng)信息安全及新技術研究綜述[J].科技與創(chuàng)新,2022(04):21-25.
[2] 張寧,劉爽,周曉燕.基于數(shù)字可視化的智能電網(wǎng)關鍵技術及應用[J].數(shù)字技術與應用, 2022,40(02):197-199.
[3] 朱璐；電力調(diào)度與智能監(jiān)控管理系統(tǒng)的應用
[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版。
作者簡介：
任運業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。
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