浅谈智能监控管理在电力系统的应用
- 发布时间：2024/9/19 12:17:47
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安科瑞 陈聪
摘要：阐述电力调度自动化系统的特点和应用，包括智能风险评估机制、构建智能变电站、扩展应用领域，探讨电力调度中的人工智能技术，图像、图表、三维数据监控技术应用。
关键词：电力调度，自动化系统，三维数据监控。
0、引言
在将计算机技术和自动化技术引入到传统的电力系统中，对其进行改造和升级，建设智能变电站，已是目前电力事业的发展方向。
1、研究背景
电力调度自动化系统的特点。必须从整体上加强与智能电网技术的整合，随着智能电网技术的发展，电网的稳定性将得到进一步的改善。此外，通过与智能电网技术的融合，可以使电力系统的信息资源得到更多共享。以电力系统的总体运行为中心，对智能技术进行了有效的整合与应用，从而能够及时地帮助技术人员对运行过程中的隐患进行全面的排查。通过对这些数据背后的成因进行分析，并以此为基础进行综合诊断，能够从各个方面改善电网的稳定运行效果。目前，智能电网技术已经被广泛地应用于电力调度自动化系统，并且起到了举足轻重的作用。随着电力系统对电力系统的需求日益增长，需要对其技术标准与要求进行持续的优化与改进，以确保其稳定、可靠地运行。因此，对智能电网技术在电力调度中的重要作用及具体实施方法进行深入的研究是十分必要的。
针对智能电网技术的运行特性和特点，全面强化智能电网技术在电力调度自动化系统中的应用，并将其集成到电力系统中，能够进一步推动电力系统功能在集成、自修复和兼容性等方面的持续拓展，充分发挥调度自动化系统的优势，为智能电网系统的可靠运行提供有力的技术支持。同时，我们也看到了电网调度自动化在新的情况下，对其操作提出了更高的要求。如何对系统进行整体强化，并对其进行诊断与优化，是一个值得探讨的问题。在此基础上，提出了一种基于智能电网的信息融合与应用方法。在此基础上，深入研究并完善与之相适应的闭环技术更新、数据共享、自动化综合监管等相关的闭环管理与机制，从而有效提升电网优化运行的效能，实现电网节能降耗，提升电网可靠性与安全性。
2、智能电网技术
智能风险评估机制。电力系统中智能电网技术的发展受诸多因素的影响。但是，要保证其在智能电网中的安全可靠运行，就必须要有一套行之有效的风险评价方法。运用智能电网的风险评价体系，能够有效地保障调度过程中的电力自动控制效率，推动电力系统的快速发展。在实际建模时，要考虑到电力设备的实际工作情况，并结合其工作原理，对其进行建模。在此基础上，建立故障概率模型，实现对电网设备的全面风险评价与预警，为保障电网安全、稳定、可靠供电提供保障。
构建智能变电站。以目前的电力技术为基础，将计算机技术、自动化技术、网络信息技术相结合，构建了智能化变电站。在电网中增设智能化的传感器与测控终端，能够有效地实现对电网运行状况的实时监控。同时，该系统还能应用于实际生产中，达到数据和信息的共享，提高了系统的集成度。扩大适用范围，实现变电所调度工作的高效、稳定运行，降低电网故障，减轻工作人员的工作负担。在智能电网技术不断革新的背景下，智能电力机器人与智能变电站相结合，构成了智能变电站的集成系统。在工作中，机器人代替了传统的手工工作，从而减轻了工作人员的劳动强度，保证了工作人员的人身安全。
3、电力调度运行和监控策略
强化员工的操作能力和技术水平。在对调度员进行工作的组织、制定工作计划、检查工作流程以及对工作结果进行评估的过程中，调度员能够对工作中的每一个环节进行总结和反省，从而加强了对工作中的安全性和规范化的认识，降低了工作中的错误，将人的影响降到*低，从而提升了对电网的调度和监测管理的可靠性；这样就能在电源系统中避免发生故障。
4、安科瑞Acrel-EIOT能源物联网平台概述
Acrel-EIoT能源物联网开放平台是一套基于物联网数据中台，建立统一的上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。 用户仅需购买安科瑞物联网传感器，选配网关，自行安装后扫码即可使用手机和电脑得到所需的行业数据服务。
该平台提供数据驾驶舱、电气安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等功能，并支持多平台、多语言、多终端数据访问。
5、应用场所
本平台适用于公寓出租户、连锁小超市、小型工厂、楼管系统集成商、小型物业、智慧城市、变配电站、建筑楼宇、通信基站、工业能耗、智能灯塔、电力运维等领域。
6、组网结构
7、平台功能
7.1 可定制驾驶舱
可定制化的驾驶舱：可根据客户的行业特性，行业需求，经过培训的工程或调试人员自行绘制客户所需的驾驶舱页面。
例如下图所示的智慧物业驾驶舱，内容有：预付费、充电桩、电梯、空调、照明等设备管理、能耗统计、收益统计、运维情况等。其中地图可以选配成BIM建筑模型，任何传感器报警时可以在BIM模型中预警显示。
7.2 电力集抄
电力集抄模块可以实现对各种监测数据的查询、分析、预警及综合展示，以保证配电室的环境友好。在智能化方面实现供配电监控系统的遥测'、遥信、遥控控制，对系统进行综合检测和统一管理；在数据资源管理方面，可以显示或查询供配电室内各设 备运行（包括历史和实时参数，并根据实际情况进行日报、月报和年报查询或打印，提高工作效率，节约人力资源。
变压器监控
配电图
7.3 能耗分析
能耗分析模块采用自动化、信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等全过程的自动 化、科学化管理，使能源管理、能源生产以及使用的全过程有机结合起来，运用数据处理与分析技术，进行离线生产分析 与管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡、有效利用能源，提高能源质量、降低能源消耗，达到节能降耗和提 升整体能源管理水平的目的。
能耗概况
7.4预付费管理
1）登陆管理：管理操作员账户及权限分配，查看系统日志等功能；
2）系统配置：对建筑、通讯管理机、仪表及默认参数进行配置；
3）用户管理：对商铺用户执行开户、销户、远程分合闸、批量操作及记录查询等操作；
4）售电管理：对已开户的表进行远程售电、退电、冲正及记录查询等操作；
5）售水管理：对已开户的表进行远程售水、退水、记录查询等操作；
6）报表中心：提供售电、售水财务报表、用能报表、报警报表等查询，本系统所有的报表及记录查询，都支持excel格式导出。
预付费看板
7.5 充电桩管理
通过物联网技术，对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警。云平台包含了充电收费和充电桩运营的所有功能，包括城市级大屏、交易管理、财务管理、变压器监控、运营分析、基础数据管理等功能。
充电桩看板
7.6 智能照明
智能照明通过物联网技术对安装在城市各区域的室内照明、城市路灯等照明回路的用电状态进行不间断地数据监测，也可以实现定时开关策略配置及后台远程管理和移动管理等，降低路灯设施的维护难度和成本，提升管理水平，并达到一定节能减挂的效果。
照明实时监控
7.7 安全用电
安全用电采用自主研发的剩余电流互感器、温度传感器、电气火灾探测器，对引发电气火灾的主要因素（导线温度、电流和剩余电流）进行不间断的数据跟踪与统计分析，并将发现的各种隐患信息及时推送给企业管理人员，指导企业实现快速时间的排查和治理，达到消除潜在电气火灾安全隐患，实现“防患于未然”的目的。
7.8 智慧消防
通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。弥补了原先针对“九小场所”和危化品生产企业无法监控的空白，适应于所有公建和民建，实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”、用电管理“精细化”的实际需求。
智慧消防看板
8、系统硬件配置
| 类型 | 型号 | 外观 | 产品功能 |
| 能源物联网云平台 | Acrel-EIOT |
| 提供数据驾驶舱、电气安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等功能，并支持多平台、多语言、多终端数据访问 |
| 智能网关 | AWT100-4G |
| 1路下行485，上行4G；WIFI、NB、LR网口其他规格可选 |
| ANet-1E2S1-4G |
| 上行：以太网、4G 下行：RS485 断点续传，多平台转发，MQTT协议 | |
| 电力物联网 仪表 | ADW300-4G |
| 三相电压、电流、功率、功率因数、频率测量；电压电流相角、电压电流不平衡度测量；电压电流2-31次分次谐波及总畸变测量；当月及上三月的电压、电流、功率极值记录；最大需量及上十二月历史需量记录；事件记录、复费率、四象限电能及历史电能记录；支持4路开关量输入、2路开关量输出；支持4路测温；支持1路剩余电流测量；支持本地显示及按键设置；有功电能精度1级。 通讯方式：支持RS485通讯、Lora无线通讯、4G通讯；WIFI通讯 |
| ADW200 |
| 4路三相电压、电流、功率、功率因数、频率测量；电压电流相角、电压电流不平衡度测量；电压电流2-31次分次谐波及总畸变测量；当月及上三月的电压、电流、功率极值记录；最大需量及上十二月历史需量记录；事件记录、复费率、四象限电能及历史电能记录；支持12路开关量输入4路开关量输出；支持12路测温4路剩余电流测量；有功电能精度1级。 通讯方式：RS485接口，支持Modbus-RTU协议 | |
| ADW210 |
| 4路三相电压、电流、功率、功率因数、频率测量；电压电流相角、电压电流不平衡度测量；电压电流2-31次分次谐波及总畸变测量；当月及上三月的电压、电流、功率极值记录；最大需量及上十二月历史需量记录；事件记录、复费率、四象限电能及历史电能记录；支持12路开关量输入4路开关量输出；支持12路测温4路剩余电流测量；有功电能精度1级。 | |
| 单相电子式计量表 | DDS |
| 单相有功、无功电能计量，电参量测量：U、I 、P、Q、S、PF、F， LCD 显示， RS485通讯，MODBUS-RTU 和 DL/T645 协议 |
| 单相电子式计量表 | DDSD |
| 单相电能计量：总电能计量（反向计入正向），3 个月历史电能数 据冻结存储电参量测量：U、I 、P、Q、S、PF、F 测量 LCD 显示：8位段式 LCD 显示按键编程：3按键可编程设置密码、通讯地址、波特率、复 费率和通讯协议。 脉冲输出：L有功电能脉冲输出复费率：4个时区、2 个时段表、14 个日时段、4 个费率通讯： RS485接口， MODBUS-RTU 、 DL/T645-97 、 DL/T645-07 协议、红外通讯 |
| 三相电子式计量表 | DTSD |
| 三相电能计量：有功电能计量（正、反向）、无功电能计量（正、反向）、 A、B、C 分相正向有功电能电参量测量： U、I 、 P、Q、S、PF、F谐波测量： 2~31 次谐波电压电流LCD 显示： 8 位段式 LCD 显示、背光显示按键编程：4 按键可编程通信、变比等参数脉冲输出： 有功脉冲输出、 无功脉冲输出 、时钟脉冲输出LED 报警： 失压、过压报警 复费率及附带功能：有源开关量输入 、 3 开关量输出 、 支持 4 个时区、2 个时段表、 14 个日时段、4 个费率、最大需量及发生时间 、上 48 月、上 90 日历史冻结数据 、 日期、时间 通讯：红外通讯、RS485 接口、 同时支持 Modbus、DL/T645测温：支持 3 外置 NTC 测温 |
| 单相电子式计量表 | ADL200 |
| 单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。总电能计量（反向计入正向），3个月历史电能数据冻结存储；8位段式LCD显示；有功电能脉冲输出；有功电能精度1级，无功电能2级。 |
| 三相电子式计量表 | ADL400 |
| 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。（正、反向）有功、无功电能计量；A、B、C 分相正向有功电能计量；2-31次谐波电压电流；12位段式LCD显示、背光显示，电能精度0.5s级。 |
| 单相预付费电表 | DDSY-4G |
| 单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。有功电能计量（正、反向），A、B、C分相正向有功电能，支持4个时区、2个时段表、14个日时段、4个费率最大需量及发生时间，实时需量，历史冻结数据购电记录；8位段式LCD显示、背光显示；有功电能脉冲输出；有功电能精度1级，无功电能0.5s级。 |
| 三相预付费电表 | DTSY-4G |
| 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量。有功电能计量（正、反向），A、B、C分相正向有功电能，支持4个时区、2个时段表、14个日时段、4个费率最大需量及发生时间，实时需量，历史冻结数据购电记录；8位段式LCD显示、背光显示；有功电能脉冲输出；有功电能精度1级，无功电能0.5s级。 |
| 多功能电力仪表 | AEM96 |
| 三相电力参数测量、电压和电流的相角、四象限电能计量、复费率、最大需量、历史电能统计、开关量事件记录、历史极值记录、31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）、开关量、报警输出通讯方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 协议 |
| AEM72 |
| 三相电力参数测量、电压和电流的相角、四象限电能计量、复费率、最大需量、历史电能统计、开关量事件记录、历史极值记录、31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）、开关量、报警输出 通讯方式：RS485接口，支持Modbus-RTU 协议 | |
| ACR系列 |
| 三相所有电力参数、最大需量记录（ACR320EFL）、分时电能统计及12月电能统计、日期时间显示、LCD显示、RS485通讯，事件记录。 通讯方式：RS485，Prifibus-DP、以太网 | |
| APM系列 |
| 全电量测量，四象限电能，复费率电能，仪表内部温度测量，总有功、总无功、总视在电能脉冲输出、秒脉冲等可选。三相电流、有功功率、无功功率、视在功率实时需量及最大需量(包含时间戳)。电流、线电压、相电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、电流总谐波、电压总谐波的本月极值和上月极值(包含时间戳)。中文显示，有功电能0.2s级。通讯方式：RS485，Prifibus-DP、以太网 | |
| 直流电能表 | DJSF1352 |
| 1.精度：1级或0.5级，带±12V电压输出用于霍尔传感器供电 2.测量：电压、电流、功率、正反向电能，支持双路计量。 |
| 智慧用电监测装置 | ARCM300-Z |
| 三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、 Hz、cosΦ），视在电能、四象限 电能计量，单回路剩余电流监测， 4 路温度监测，2 路继电器输出，2 路开关量输入，支持断电报警上传 |
| 电气防火限流式保护器 | ASCP200-40B |
| 可实现短路限流灭弧保护，过载限流保护、内部超温限流保护、过电压保护、漏电监测、线缆温度监测等功能，1路RS485通讯，1路GPRS（或NB）无线通讯，额度电流0-40A，额定电流菜单可设 |
| 故障电弧探测器 | AAFD-DU |
| 监测故障电弧、漏电、温度 两路无源干接点（开关量）输入 两路无源常开触点（开关量）输出 |
| 电瓶车充电桩 | ACX系列 |
| 充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。 支持投币、刷卡，扫码、免费充电， |
| 汽车充电桩 | AEV_AC007 |
| 额定功率7kW,单相三线制，防护等级IP65,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用。 通讯方式：4G、蓝牙、Wifi 30KW、600KW、120KW多规格可选 |
| 电气接点在线测温装置 | ARTM-Pn |
| 可监测电压、电流、频率、有功功率、无功功率、电能，可接收60个无线温度传感器温度 |
| ATC600 |
| ATC600有2种工作模式：终端(-C)、中继(-Z)，可根据项目布局选择配置。可接收240个无线温度传感器温度 | |
| 智能光伏采集装置 | AGF-M系列 |
| 光伏电池串开路报警，可以配合组串电压进行综合判断；带3路开关量状态监测，用于采集直流断路器、防雷器等输出空接点状态；一次电流采用穿孔方式接入，安装方便，安全性高；测量元件采用霍尔传感器，隔离测量最大电流20A；电压测量功能可测量母线电压最高DC 1500V |
| 三遥单元 | ARTU系列 |
| 可扩展DIDO以及多路模拟量输入输出单元。 通讯方式：RS485接口，Modbus协议。可扩展2G、Lora、LoRAWAN、NB-IoT、4G、以太网 |
| 智慧照明 | ASL200系列 |
| 遥控输出 两路无源干接点（开关量）输入 两路无源常开触点（开关量）输出 |
结语
随着科技的发展，为改善电网的安全、稳定运行，供电公司必须加大力度，加大对新技术的应用力度。智能电网技术是目前电力公司发展与建设的一个重要趋势，我们一定要对其给予足够的关注，使其在电力调度中的功能得到*大程度的发挥，从而推动电力调度自动化工作的进一步发展。作为一项新兴的电力技术，智能电网技术仍需在实践、改进和优化上多下功夫，才能推动电力工业的可持续发展，加速智能化、自动化的电网系统的建设，推动电力工业的高质量发展。
参考文献：
-
方嘉祥.智能电网信息安全及新技术研究综述[J].科技与创新,2022(04):21-25.
[2] 张宁,刘爽,周晓燕.基于数字可视化的智能电网关键技术及应用[J].数字技术与应用, 2022,40(02):197-199.
[3] 朱璐；电力调度与智能监控管理系统的应用
[4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版。