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淺談智能監控管理在電力系統的應用
任運業
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：闡述電力調度自動化系統的特點和應用，包括智能風險評估機制、構建智能變電站、擴展應用領域，探討電力調度中的人工智能技術，圖像、圖表、三維數據監控技術應用。
關鍵詞：電力調度，自動化系統，三維數據監控。
0、引言
在將計算機技術和自動化技術引入到傳統的電力系統中，對其進行改造和升級，建設智能變電站，已是目前電力事業的發展方向。
1、研究背景
電力調度自動化系統的特點。必須從整體上加強與智能電網技術的整合，隨著智能電網技術的發展，電網的穩定性將得到進一步的改善。此外，通過與智能電網技術的融合，可以使電力系統的信息資源得到更多共享。以電力系統的總體運行為中心，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。通過對這些數據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的穩定運行效果。目前，智能電網技術已經被廣泛地應用于電力調度自動化系統，并且起到了舉足輕重的作用。隨著電力系統對電力系統的需求日益增長，需要對其技術標準與要求進行持續的優化與改進，以確保其穩定、可靠地運行。因此，對智能電網技術在電力調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。
針對智能電網技術的運行特性和特點，全面強化智能電網技術在電力調度自動化系統中的應用，并將其集成到電力系統中，能夠進一步推動電力系統功能在集成、自修復和兼容性等方面的持續拓展，充分發揮調度自動化系統的優勢，為智能電網系統的可靠運行提供有力的技術支持。同時，我們也看到了電網調度自動化在新的情況下，對其操作提出了更高的要求。如何對系統進行整體強化，并對其進行診斷與優化，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技術更新、數據共享、自動化綜合監管等相關的閉環管理與機制，從而有效提升電網優化運行的效能，實現電網節能降耗，提升電網可靠性與安全性。
2、智能電網技術
智能風險評估機制。電力系統中智能電網技術的發展受諸多因素的影響。但是，要保證其在智能電網中的安全可靠運行，就必須要有一套行之有效的風險評價方法。運用智能電網的風險評價體系，能夠有效地保障調度過程中的電力自動控制效率，推動電力系統的快速發展。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，實現對電網設備的全面風險評價與預警，為保障電網安全、穩定、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、網絡信息技術相結合，構建了智能化變電站。在電網中增設智能化的傳感器與測控終端，能夠有效地實現對電網運行狀況的實時監控。同時，該系統還能應用于實際生產中，達到數據和信息的共享，提高了系統的集成度。擴大適用范圍，實現變電所調度工作的高效、穩定運行，降低電網故障，減輕工作人員的工作負擔。在智能電網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。在工作中，機器人代替了傳統的手工工作，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、電力調度運行和監控策略
強化員工的操作能力和技術水平。在對調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，調度員能夠對工作中的每一個環節進行總結和反省，從而加強了對工作中的安全性和規范化的認識，降低了工作中的錯誤，將人的影響降到zui低，從而提升了對電網的調度和監測管理的可靠性；這樣就能在電源系統中避免發生故障。
4、安科瑞Acrel-EIOT能源物聯網平臺概述
Acrel-EIoT能源物聯網開放平臺是一套基于物聯網數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平臺。 用戶僅需購買安科瑞物聯網傳感器，選配網關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業數據服務。
該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、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、多終端數據訪問。
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、樓管系統集成商、小型物業、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業能耗、智能燈塔、電力運維等領域。
6、組網結構
7、平臺功能
7.1 可定制駕駛艙
可定制化的駕駛艙：可根據客戶的行業特性，行業需求，經過培訓的工程或調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駕駛艙，內容有：預付費、充電樁、電梯、空調、照明等設備管理、能耗統計、收益統計、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對各種監測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環境友好。在智能化方面實現供配電監控系統的遙測'、遙信、遙控控制，對系統進行綜合檢測和統一管理；在數據資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內各設 備運行（包括歷史和實時參數，并根據實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節約人力資源。
變壓器監控
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，實現從能源數據采集、過程監控、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、能源生產以及使用的全過程有機結合起來，運用數據處理與分析技術，進行離線生產分析 與管理，實現全廠能源系統的統一調度，優化能源介質平衡、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，查看系統日志等功能；
2）系統配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進行配置；
3）用戶管理：對商鋪用戶執行開戶、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
通過物聯網技術，對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，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、變壓器監控、運營分析、基礎數據管理等功能。
充電樁看板
7.6 智能照明
智能照明通過物聯網技術對安裝在城市各區域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態進行不間斷地數據監測，也可以實現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，并達到一定節能減掛的效果。
照明實時監控
7.7 安全用電
安全用電采用自主研發的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩余電流）進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，并將發現的各種隱患信息及時推送給企業管理人員，指導企業實現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“防患于未然"的目的。
7.8 智慧消防
通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。填bu了原先針對“九小場所"和危化品生產企業無法監控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"、用電管理“精細化"的實際需求。
智慧消防看板
8、系統硬件配置
類型 | 型號 | 外觀 | 產品功能 |
能源物聯網云平臺 | Acrel-EIOT |
| 提供數據駕駛艙、電氣安全監測、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、多終端數據訪問 |
智能網關 | AWT100-4G |
| 1路下行485，上行4G；WIFI、NB、LR網口其他規格可選 |
ANet-1E2S1-4G |
| 上行：以太網、4G 下行：RS485 斷點續傳，多平臺轉發，MQTT協議 | |
電力物聯網 儀表 | ADW300-4G |
| 三相電壓、電流、功率、功率因數、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、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協議 | |
ADW210 |
| 4路三相電壓、電流、功率、功率因數、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 據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 費率和通訊協議。 脈沖輸出：L有功電能脈沖輸出復費率：4個時區、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、2 個時段表、 14 個日時段、4 個費率、最大需量及發生時間 、上 48 月、上 90 日歷史凍結數據 、 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?？傠娔苡嬃浚ǚ聪蛴嬋胝颍?，3個月歷史電能數據凍結存儲；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、2個時段表、14個日時段、4個費率最大需量及發生時間，實時需量，歷史凍結數據購電記錄；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、2個時段表、14個日時段、4個費率最大需量及發生時間，實時需量，歷史凍結數據購電記錄；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 協議 |
AEM72 |
| 三相電力參數測量、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 協議 | |
ACR系列 |
| 三相所有電力參數、最大需量記錄（ACR320EFL）、分時電能統計及12月電能統計、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 | |
APM系列 |
| 全電量測量，四象限電能，復費率電能，儀表內部溫度測量，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、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 | |
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，單回路剩余電流監測， 4 路溫度監測，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 |
| 可實現短路限流滅弧保護，過載限流保護、內部超溫限流保護、過電壓保護、漏電監測、線纜溫度監測等功能，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多規格可選 |
電氣接點在線測溫裝置 | ARTM-Pn |
| 可監測電壓、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)，可根據項目布局選擇配置。可接收240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路開關量狀態監測，用于采集直流斷路器、防雷器等輸出空接點狀態；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協議?？蓴U展2G、Lora、LoRAWAN、NB-IoT、4G、以太網 |
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
隨著科技的發展，為改善電網的安全、穩定運行，供電公司必須加大力度，加大對新技術的應用力度。智能電網技術是目前電力公司發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，使其在電力調度中的功能得到最da程度的發揮，從而推動電力調度自動化工作的進一步發展。作為一項新興的電力技術，智能電網技術仍需在實踐、改進和優化上多下功夫，才能推動電力工業的可持續發展，加速智能化、自動化的電網系統的建設，推動電力工業的高質量發展。
參考文獻：
[1] 方嘉祥.智能電網信息安全及新技術研究綜述[J].科技與創新,2022(04):21-25.
[2] 張寧,劉爽,周曉燕.基于數字可視化的智能電網關鍵技術及應用[J].數字技術與應用, 2022,40(02):197-199.
[3] 朱璐；電力調度與智能監控管理系統的應用
[4] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版。
作者簡介：
任運業，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。
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