基于数字化技术的智慧配电系统及其设计应用

基于数字化技术的智慧配电系统及其设计应用

张代成

中检集团公信安全科技有限公司 山东省枣庄市 277000

摘要：目前，我国的智能化建设的发展迅速，随着我国对环境保护和节能减排的持续关注，对社会各项事业的绿色健康的可持续发展提出了诸多的新要求。电力事业作为我国各项事业发展的基础，各项事业的发展都离不开电力的高效协助，在这样的过程中，用户对用电方面的可靠性和电力的实际质量等方面的要求在持续的提升。未来较长时间里，电力系统的相关数据和信息的数量将会成倍增长，是需要能量流和信息流的双向流动才可以的，因此，智慧配电系统是电力事业在实际发展中的必然选择。智慧配电系统是智慧电网的一个重要组成部分，也是连接电网和用户之间的最佳途径。智慧配电系统其自身的优点还是比较多的，其既可以有效利用清洁的能源，还可以从本质上保证电网的输送电的安全。通过这样的智慧配电系统的建立，可以实现配电网和大容量的清洁能源之间的协调和调度，为实际发电和用电之间进行平衡，以保障电网的安全和稳定，在提升清洁能源的消费比重的同时，有效促进节能减排行为。

关键词：数字化技术；智慧配电系统；设计应用

引言

目前全球能源消耗日益增长，能源短缺问题已被全世界共同关注。建筑行业的高耗能已不能适应能源现状，绿色节能环保的建筑已成未来发展的主流。在建筑电气设计中，积极落实节能环保、先进合理的设计原则，前提是要对电气设备的运行情况进行详细调查，做到“心中有数”。当前万事万物都在向数字化发展，湖南省建筑设计院有限公司在其新办公楼的建设过程中，进行了数字化配电尝试，本文将对此次尝试进行全面分析，得出结论与各位同行分享。

1低压配电系统现状及未来发展趋势

1.1自身安全问题

现阶段的许多低压配线系统的实际运行方式，大部分的实际保护方式都是针对低压配电系统中的器件部分，但是这些器件是会受到来自于物力方面和实际保护机制和相关配置方式等方面的具体情况影响的。时常会出现因为电流出现异常而报警单位不报警的情况，不该产生相关操作的时候产生一些列的误操作，这些现象都会使得低压配电系统的完整性和整体安全性受到不同程度的威胁。

1.2自身可靠性问题

也有部分低压配电系统会表现出经常出现不同原因的故障，进而影响用户的连续用电。这样的现象日常起来可能不会引发太大的事故，但是在一些比较关键和比较重要的场合中，是会导致非常严重的后果的。产生这种现象的根本原因是因为，低压的配电系统在配电方面和实际用电方面的管理没有将二者科学有机的结合在一起，这也直接导致了低压配电设备在产生环节中采用了粗放型生产方式，与之有关的子系统也较为繁杂，许多强电和弱电也因此而产生了一定程度的交叉等等问题。

1.3系统功能问题

现阶段的低压配电系统其实不能较好满足实际使用用户对于用电管理方面的需求的，整体的系统功能还比较单一。针对这一问题，最有效的解决办法就是在原有系统中植入多个二次系统，但是这样做也是有一定后续麻烦的，相关系统会因为复杂的二次配电回路的介入而降低整体系统的可靠性。

2基于数字化技术的智慧配电系统及其设计应用

2.1数字化日常巡检———蓝牙无线连接

通过蓝牙无线连接的MasterpactMTZ低压框架断路器主要是以智能手机上的应用程序作为数据读取应用，不仅可以将断路器中的全部信息读取，还能针对不同的电气参数进行分类读取，特别是断路器中的负载信息、报警信息，以及关键性的参数指令都能够详细获取。蓝牙无线连接在数字化日常巡检过程中是以三种颜色进行状态提示，可以很明显地将断路器在正常工作情况下的运行健康程度反映出来。如果MasterpactMTZ低压框架断路器发生跳闸或电路报警灯突发情况，也会被完全记录，而且标注时间线，保证断路器可以时时被检查全过程。工作人员在进行日常检查时亦可以查看保护设定值的合理性，工作人员在手机APP上就可以输入权限密码后进行调整，而且所有修改过程和修改记录都会作为一种管理信息被存储，既能降低操作失误，也为今后整体数据检查做记录。蓝牙无线连接让日常巡检更加高效便捷，将智能手机APP中的数据传输到管理系统云平台，可以快速形成巡检报告，让巡检工作更加系统化、集成化。

2.2数字化恢复供电———近场通信连接

电力系统作为我们人类目前的最大能量，在适用范围和用量上都具有极大的优势，这也使得我们很多领域都和电力不可分割，但是一旦发生断电也可能致使部分行业产生不可估量的损失，在社会层面甚至引发心理恐慌，所以在现代社会中追求平稳、安全、高效是电力系统的主要目标。近场通信连接作为数字化恢复供电措施，即使在MasterpactMTZ低压框架断路器发生断电的情况下，也能通过智能手机APP获取相应的故障讯息，从根本上解决了断电后无法了解断电有关情况。当工程师在现场排查情况的时候，近场通信连接还可以给出故障电流值、故障发生节点、可能的故障类型等等讯息，帮助工程师进行排查和分析，如果这样的信息不能精准的确定故障，也可以用波形捕捉功能详细排查，解决故障后也不需重新翻找和整理排查过程，系统会自动形成故障检修数据。最后APP会提示合闸恢复供电指导，整个过程以图文并茂的形式呈献简单易懂，让一切工作都有章可循、有据可依、避免断电后的恐慌心理。

2.3数字化配电系统的前瞻性

伴随着移动物联网的到来，5G作为今后的联网技术支持将有大规模终端接入，只有充分发挥电力系统优势和稳定性才能更好的服务社会。我们应该重视的问题首先是5G网络内终端节点众多，导致安全防护更加重要，直接关系到电力系统安全，如何防止攻击是重要的研究课题。其次是5G基站建设更为密集，关于维护和建设成本需要多角度考虑。我们可以在以下两方面进行发力，一个是当电力系统发生双极闭锁等紧急事故时，5G技术协助在毫秒级的时延内精准切断制冷等可中断负荷，另外是在配网局部发生故障时，5G通信系统构建毫秒级自动定位并隔离故障，以确保非故障区域的不间断供电。

2.4智能终端设计

对于相关智能终端的实际选择则需要实际配电回路的性质和相关功能及需求来进行，在实际的进线回路和母联回路的补偿回路和规模比较大的出线回路中，需要选择一个一级的智能终端，在普通规格的出线回路上则需要选择二级智能终端，在实际的配电箱的回路选择上则需要选择三级的智能终端。

结语

互联互通的设备可以提供丰富的设备信息和运行信息，形成的大数据反馈给数字化软件、App和后端，经过分析处理，可实现全方面的管理，高效地满足各种需求。关于数字化在配电系统中的应用，笔者团队通过三年来在项目中的实践形成了一些自己的看法，希望能与各位同行进行分享。(1)数字化配电系统能给用户提供一座数据宝库，从海量的数据中可以挖掘出非常多有价值的信息，如节能、安全等方面。(2)数字化配电系统的硬件、软件、分析和服务三者缺一不可，尤其是数据分析。如果没有数据分析，那么在硬件、软件上的投资将很可能得不到相应的回报。

参考文献

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