基于物联网技术的智能化配电反的设计与应用

虞杨芳

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定201801

摘要：何为物联网？物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其英文名简称为IoT。物联网技术的诞生，不再将信息的交互局限在人与物或人与人之间，随着技术的不断发展，信息的交互延伸拓展到了物与物之间。网联网技术一方面可以提高经济效益，大大节约成本，另一方面也可以为全球经济的复苏提供技术动力，我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部汇通相关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，从1990年开始物联网技术的初露端倪到2009年得到国家领导人的重视，“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，通过十几年的发展，物联网技术在我国作为一个新经济增张点的战略新兴产业，具有良好的市场效益，从而推动我国经济的发展。

关键词：物联网；物联网；配电房

1传统配电房存在的问题

传统配电房设备数量大，分布广，设备优劣不齐，管理的难度大的问题随之出现，在人力成本昂贵的时代，传统的配电房巡检模式难以满足运营的要求，配电房的智能化改造成为了必然。虽然进十几年来我国的配电自动化技术稳步发展，配电房建设也由原先的传统方式向着智能化发展，但是同时，配电房自动化系统也存在着诸多问题：1.系统功能单一，目前的系统功能主要集中在远程操作，故障告警，无法提供能耗分析，电子设备台账等功能。2.系统集成存在信息孤岛，配电房系统信息互通存在很大的难度，针对大型企业则需要进行较大的施工改动，费时费力，同时集中式系统也存在着信息流拥挤，节点故障会影响整个网络的正常工作等缺点。3.系统设计开放性差，功能扩展难，不同系统的对接难度较大。4.现有的计量自动化系统智能对主变的出线电流进行监控，没有对低压出现电流进行监控，因此无法有效地了解低压负荷的分布情况。5.现有变配电人员对配变运行状态分析方面存在诸多不足，不便于配电房的运行管理与维护。

2智能化配电房的优势

智能化配电房的建设将整合电力SCADA系统，环境监控系统，安防系统，门禁系统，线路监控系统，能耗管理系统，GIS系统等，更安全，更智能的电力供应提供保障，通过物联网技术手段，将配电房的实时状态进行监测，以达到更安全，更少人，更经济运行的目的。同时结合GIS系统，利用电子地图及卫星影像图为背景，绘制配电房的分布图，通过电力SCADA系统将实时运行数据与对应的电房和低压线路相关联，通过线条颜色的变化直观地反应异常的运行数据。环境监控系统及安防系统的接入，保障了配电房内环境问题，监测设备的异常状态，便于集中监控、集中管理、集中维护。线路监控系统通过简易的贴片灯方式反馈线路当前的温度，针对重要部位及电缆头等位置监控，在发生故障问题之前

及时反馈，保障设备的安全运行。结合电力SCADA系统采集的数据进行数据分析，包括同比，环比分析，掌握用户的用电变化趋势，结合天气等因素，准确预测下个月的用电情况，提出合理的需量申报建议，避免额外的用电支出。

3智能化配电房的组成结构

配电房智能化监控系统的构成由站控控制层，通讯网络层，现场控制层三层结构组成，站控控制层由现场监控系统，远程集中值班系统和移动端系统共同组成，现场监控系统由本地值班人员监控，本地系统可以由一个工作人员同时监控三至五的配电房，主要负责监控系统，同时对系统告警进行处理，包括告警点故障查看，确认故障紧急程度，分批下发处理工单，远程集中值班系统由值班中心专家及值班人员共同监控，对本地配电房出现的问题提供远程技术支持及处理调度问题，移动端系统为值班人员进行巡检，记录故障提供一个便携的记录方式，同时为上层管理人员提供重要的事故告警。三方同时运行快速完成故障定位，减少停电时间，保障生产效益。网络通讯层主要完成信息传递，协议转换，数据管理等功能。监控系统之间的信息传递主要是通过通讯层的通讯总线传输到各个通讯子站，各个通讯子站通过对本站的监控信号、运行参数等进行上传至主站层进行分析处理，主站的远程控制指令由通讯总线下行传输至各个配电房的远端控制主机，进行相应的控制操作。网络通讯层上行网络主要是以太网和modbus等形式进行传输，下行网络之间的传输则主要是现场总线常用的主要RS485、RS232等，总线的类型则是由项设备进行确定。在智能配电房中，考虑到对数据的安全行，传输的稳定性，数据的可靠性等要求，物联网的数据传递需要进行加密传输以保障安全性，同时在传递过程中加以冗余校验，保障数据的准确性。现场控制层实现现场数据采集，命令执行，电气保护等，主要负责对配电房的视频监控、安全防范、智能控制、环境监测、门禁系统、火灾报警、保障系统。实现对配电房的智能控制和监测，以方便主站系统对配电房的所有设备的管理和信息的查看。

4智能化配电房在能源管理体系中应用

配电房智能化建设符合用户，企业的要求，总体上是提供技术和管理水平，提高供电的可靠性和改善供电质量，解决处理各类故障带来的困难，减少停电时间，缩小停电范围，提高供电质量，减少人力运维带来的压力。配电房智能化建设不仅包含了10KV及以上电压等级，监控各类综合保护及电能分析设备，同时也将400V低压开关柜也纳入监控范围。通过移动网络，LoRa，载波等通讯手段实现设备分布式管理，信息集中化处理，减少由于设备原因导致的系统瘫痪。智能化配电房建设的另一个重要目标是能源管理，通过对用能数据的采集，分部门，分区域，分类别的电能计量及系统分析，通过同比，环比等大数据对比合理推断用能分布趋势，通过智能化系统，完成合理的策略控制，如定时，按季节，按需求进行控制，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约能源，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。同时可以结合生产，为用户的产出投入比提供直观的对比，方便用户及时调节生产。

5安科瑞Acrel-2000E/B配电室综合监控系统介绍及选型

5.1产品简介

配电室综合监控是整个电能管理系统中的一个重要环节。目前，配电室一般都采取无人值守，定时巡查制度，这样既浪费人力物力也无法做到对配电室的环境和安全实时监控。而配电室的环境稳定可靠对变压器等设备的正常运行至关重要。

安科瑞电气股份有限公司根据配电室实际情况，结合多年的变电站和配电室的运行管理经验，自主研发了安科瑞配电室综合监控系统，实现了智能开关柜运行监控、高压开关柜带电显示、电流电压等负载运行监控、母线测温监测、电缆测温监测、环境监测、有害气体监测、安防监控、采暖通风、门禁、灯光、风机、除湿机、空调控制等功能。实现动力环境各数据的检测与设备控制，实现动力环境优化，避免运行环境的失控导致配电设备运行故障，保证维护人员安全，延长设备使用寿命，减少配电室粗放式管理导致成本过高，同时实现配电动力环境的分布式远程管理。

5.2应用场所

变电所、配电室、机房、箱变。