安科瑞 繆凱倫 陳聰

摘要：隨著物聯(lián)網技術的成熱及數字化與應用場景的深度融合，智能配電正在重新定義電力系統(tǒng)的管理。對此，安科瑞認為綠色能源管理的理念融合智能配電的技術、架構和部署，將助力管理者更加從容地應對當下及未來的挑戰(zhàn)。當然，這場變革需要企業(yè)與技術的相互賦能。

關鍵詞：智能配電；電力監(jiān)控

0.引言

傳統(tǒng)的電力設備在投運后就如同被鎖進了"黑箱"，設備與設備、設備與系統(tǒng)、系統(tǒng)與人之間形成了無數信息孤島，以電力運維為例，現場人員只能通過“測溫度" “聞氣味" “聽聲音"等方式完成設備的巡檢，管理的尺度和標準較難達到統(tǒng)一。

1.激活數據，煥新價值

在配電系統(tǒng)信息化階段，通過將數據采集和傳統(tǒng)配電系統(tǒng)進行耦合，實現了電氣設備的狀態(tài)信息、電能參數等數據的可視化基于可視化平臺，電力設備運維、能效分析及故障后 的系統(tǒng)恢復有了一定的依據和抓手；但這一階段的電力管理，仍然停留在信息監(jiān)測的層面。

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)是基于對站點、廠區(qū)、園區(qū)進行整體規(guī)劃設計，確保資產可追溯、設備可互聯(lián)、狀態(tài)可感知，強弱電、軟硬件  系統(tǒng)全集成。除了運行類的信息監(jiān)測外，智能配電系統(tǒng)還可實  現對預警類信息、資產信息、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性的多種專家級分析報告.在整個  管理過程中，涉及兩個方向的信息流動一個是從作業(yè)層到管理層、決策層的信息流，一個是從決策層、管理層到作業(yè)層的工作任務流，智能配電能夠天然地打通基于數據采集、信息分   析、知識凝結、模型建立過程中的信息流動障礙，避免冗余信息干擾。另一方面，智能配電能夠通過工單管理、設備臺賬在工作任務流當中形成閉環(huán)，確保管理主張在組織當中的落地  二者的相互融合充分挖了數據的潛力和價值，幫助企業(yè)實現管理水平的提升。

2.提升系統(tǒng)，煥新精細化管理

對于石油化工企業(yè)，安全生產管理意義重大、影響深遠。連續(xù)的生產運營、復雜的負荷類型、嚴苛的工況等，對用電的連續(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。

除了依賴于設備本身的可靠性以及人員自身的安全意識外，精細化管理的思想需要貫穿管理體系的各個環(huán)節(jié)。一方面，管理者需要用更加明確量化、具體的標準取代籠統(tǒng)模糊的管 理要求，將模糊的決策轉化為具體可行的舉措；另一方面，從時間維度上需要將關注點從運營階段擴展至前期設計以及項目投運后的持續(xù)優(yōu)化中。

面對能耗信息的不透明以及系統(tǒng)和設備狀況的不可知，基于零散的數據，管理者難以進行優(yōu)先級區(qū)分和科學的決策，而智能配電系統(tǒng)能基于中低壓、軟硬件、強弱電、源網荷儲一 體化的系統(tǒng)，將數據進行層級化的歸總，按照緊急程度和影響等級進行重要性分級，根據預警、事件、需處理、待優(yōu)化進行分類，對能耗使用及設備資產等信息進行集中可視化的呈現， 以此來幫助不同層級的管理者形成系統(tǒng)性的洞察，助力決策和系統(tǒng)調度。

有了清晰的目標，需要流程和組織來保障實施智能配電系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮數字化軟件及平臺對于任務管理的優(yōu)勢，將系統(tǒng)運維工作流程進行固化，構建起故障發(fā)生、工單創(chuàng)建、現 場檢修、數據記錄、結果上傳的閉環(huán)，確保管理目標的合理拆解，管理決策得到有效地實施。

智能配電系統(tǒng)通過預警性數據及設備狀態(tài)參數的釆集、結合用戶自身或外部專家對資產信息的分析，形成具有前瞻性的設備維護、備品備件、停工檢修計劃。特別是對一些重要的 系統(tǒng)操作，基于智能配電系統(tǒng)進行“操作預演"可幫助用戶預知這些變化將對系統(tǒng)造成什么樣的影響，應該采取何種相應措施，避免由于錯誤預判或不當操作帶來無法挽回的損失。

不可忽視的是，精細化管理應該起始于項目的設計規(guī)劃階段由于任何一個系統(tǒng)都并非只是各個元素的簡單疊加，系統(tǒng)設計需要充分考慮元素之間的關聯(lián)，例如，石油化工企業(yè)電力系統(tǒng)中包含大量直流負荷和非線性負荷，需要充足的系統(tǒng)冗余及抗擾動能力，才能滿足使用和擴容的需求通過在設計規(guī)劃期建立完整的系統(tǒng)模型，進行多維度的分析、優(yōu)化及驗證，智能化電力系統(tǒng)軟件將提升系統(tǒng)的設計、計算、驗證和優(yōu)化的效率。

3.賦能電力管理者及系統(tǒng)運維人員

數字化始終不是目的而是手段，且其作用對象除了供配電系統(tǒng)本身之外還有企業(yè)人員。這一點對石化企業(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常規(guī)仿真培訓系統(tǒng)的不足之處，加深調度員和值班員對于系統(tǒng)運行時的異常與故障以及保護機理的理解，強化預見、分析、判斷和處理系統(tǒng)異常和事故的能力；另一方面可以加強對風險源頭的預防和應對，調整工作的習慣性不當操作，從而減少各類事故的發(fā)生。

其次，智能配電系統(tǒng)能夠實現遠程運維。這一點對廠區(qū)規(guī)模逐步擴大的石化企業(yè)來說，將降低運維人員的巡檢密度、勞動強度以及突發(fā)事件的處理難度。例如，一個3平方公里的煉化廠區(qū)，一般在主站保留1-2名運維人員值守，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趕到并處置問題：而通過遠程運維的功能，運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度

再次，經驗豐富的“老法師"與當前的“新生代"在職業(yè)發(fā)展方面存在著巨大觀念差異，因而設備管理、運維等工作很大程度還是依靠“老法師"的個人經驗。利用智能配電系統(tǒng)能夠將所有設備、裝置等資產信息進行電子化存檔，相關人員只需通過手機掃描二維碼即可獲取到設備臺賬并能有效地進行設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)數字化能力和體系的建設，也是在為“新生代"員工搭建個人成就和發(fā)展的平臺，促進企業(yè)與員工的相互成就和共同發(fā)展。

4.安科瑞產品介紹

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電力系統(tǒng)自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(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)是應用電力自動化技術、計算機技術和信息傳輸技術，集保護、監(jiān)測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網絡化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級的城網、農網變電站和用戶變電站，可實現對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、經濟運行提供了堅實的保障。

4.2 系統(tǒng)結構

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網絡通信層和現場設備層，組網方式可為標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環(huán)網網絡結構，根據用戶用電規(guī)模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網方式。

4.2.1 實時監(jiān)測

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關故障、告警等信號。其中，10kV配電系統(tǒng)中監(jiān)測的開關量主要有：斷路器分、合閘信號，手車工作、試驗位置信號，遠方/就地切換位置信號、彈簧儲能狀態(tài)信號、接地刀合分信號、變壓器超溫跳閘信號、高溫報警信號，保護跳閘信號和事故預告信號；400V低壓進線回路電參量主要有：開關狀態(tài)、三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值；400V低壓出線回路主要有：開關狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警、三相（單相）電流、三相功率。

4.2.2 詳細電參量查詢

在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量，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、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線。

4.2.3運行報表

查詢各回路或設備時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。

4.2.4 實時告警

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。系統(tǒng)還具有實時語音報警功能，能夠對所有事件發(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)能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

4.2.6 電能統(tǒng)計報表

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。

4.2.7 用戶權限管理

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

4.2.8 網絡拓撲圖

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網絡結構；可在線診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

4.2.9 電能質量監(jiān)測

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續(xù)性的監(jiān)測。例如配電系統(tǒng)維護人員可以通過諧波分析界面掌握配電系統(tǒng)的諧波含量，及時采取相應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)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的設備進行遠程遙控操作。例如配電系統(tǒng)維護人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的主界面點擊相應的斷路器遙信點調出遙控操作界面，可以及時執(zhí)行調度系統(tǒng)或站內相應的操作命令。

4.2.11 通信管理

安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的設備通信情況進行管理、控制、數據的實時監(jiān)測。例如配電系統(tǒng)維護人員可以通過監(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所有端口或某個端口，快速查看某設備的通信和數據情況。

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，自動準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運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)可自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩(wěn)態(tài)信息，包括開關位置、 保護動作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數據基礎。

4.2.14 Web訪問

展示頁面顯示變電站數量、變壓器數量、監(jiān)測點位數量等概況信息，設備通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。首頁顯示場站的變壓器數量、回路個數、有功功率、無功功率、用電量、事件記錄等概況信息，可通過實時監(jiān)控、變壓器、通信、視頻切換到需要查看的界面。

實時數據曲線可監(jiān)測各個回路的線纜溫度、電壓、電流、功率曲線信息。實時變壓器曲線可監(jiān)測變壓器的狀態(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時反映電氣參數變化，包括遙測、遙信等信息(遙信信號需要斷路供輔助觸點支持)，刷新的時間<=5s。能耗統(tǒng)計頁面顯示各回路的功率峰值和用電量峰值，功率、電能趨勢曲線，電能環(huán)比， 用電排名。運維管理-通信狀態(tài)顯示監(jiān)測接入系統(tǒng)設備的通信狀態(tài)。

4.2.15 APP訪問

設備數據頁面顯示各設備的電參量數據以及曲線。

4.3 相關產品

5.結語

要實現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、輸送、儲存和使用全過程中提供端到端的解決方案，滿足供給側清潔能源優(yōu)化配置與消納、需求側電能替代和多能互補等多重需求不斷完善對本地生態(tài)圈的打造，連結產業(yè)鏈上下游的參與者，一同致力于對智能配電的推動和石化行業(yè)的綠色轉型，攜手共贏未來！

參考文獻：

[1]智能配電煥新企業(yè)管理.吳小任

[2]智能電網用戶端電力監(jiān)控/電能管理/電氣安全（產品報價手冊）.2021.07版

[3]企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06版.