下载文档原格式
智能配电台区及低压配电自动化一体化解决方案智能配电台区及低压配电自动化一体化解决方案概述自我国智能电网建设以来，国家电网公司作为智能电网建设的引导者取得了骄人的成绩，同时积累了丰富的经验。
近年来国家电网公司逐步加大智能电网配用电环节的投资力度，使配电自动化有了长足的发展，并在部分大、中、小城市相继落地，取得良好的成果。
为了提高电能利用效率，促进电力资源优化配置，保障用电秩序国家于2010年11月颁布《电力需求侧管理办法》，该办法指出各省级电力运行主管部门会同有关部门和单位制定本省、自治区、直辖市电网企业的年度电力电量节约指标，并对该指标进行严格考核。
该指标原则上不低于有关电网企业售电营业区内上年售电量的0.3%、不高于最大用电负荷的0.3%。
该办法鼓励电网企业采用节能变压器，合理减少供电半径，增强无功补偿，引导用户加强无功管理，实现分电压等级统计分析线损等，稳步降低线损率。
这也为低压配电自动化及配电变压器经济运行提供了契机。
配电变压器是低压配电网的主要设备，在低压配电系统中建设中用量巨大，其运行的经济效益直接影响到整个电力系统的经济效益。
在城乡10kV及以下的配电网中，配电变压器的损耗约占线路损耗的三分之一，农村配电变压器的损耗约占到整个电力系统损耗的60%，甚至更多，所以实现配电变压器经济运行具有很大的节电潜力，进而收到很好的经济效益。
智能台区建设是智能电网建设的重要部分，根据国家电网公司建设坚强智能电网总体部署， 2010 年国家电网公司确立了“农网智能化试点工程建设和配套关键技术研究” 科技项目，农网智能配电台区关键技术研究是其四个子课题之一，同时农网智能配电台区建设也被列入国家电网公司坚强智能电网第二批试点工程项目。
为了全面贯彻建设智能电网“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进” 的工作方针，提升农网智能配电台区工程建设规范化和标准化水平，满足农网智能化发展需要和客户对供电能力、供电质量和供电服务的新要求，提高供电能力和供电可靠性，提升运行管理水平和服务能力，智能台区建设已是必然趋势。
技术解决方案/项目建设书实用案例模板（word,可编辑）方案概述智慧城市是新一代信息技术支撑、知识社会创新2.0环境下的城市形态，智慧城市通过物联网、云计算等新一代信息技术以及微博、社交网络、Fab Lab、Living Lab、综合集成法等工具和方法的应用，实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的可持续创新。
伴随网络帝国的崛起、移动技术的融合发展以及创新的民主化进程，知识社会环境下的智慧城市是继数字城市之后信息化城市发展的高级形态。
“数据驱动世界、软件定义世界，自动化正在接管世界，建设智慧城市将是下一波浪潮和拉动IT世界的重要载体。
”《大数据》一书作者涂子沛这样描述。
大数据遍布智慧城市的各个方面，从政府决策与服务，到人们衣食住行的生活方式，再到城市的产业布局和规划等，都将实现智慧化、智能化，大数据为智慧城市提供智慧引擎。
近年来，相关业界的领先者们也多次预言，大数据将引发新的“智慧革命”：从海量、复杂、实时的大数据中可以发现知识、提升智能、创造价值。
“智慧来自大数据”——城市管理利用大数据，才能获得突破性改善，诸多产业利用大数据，才能发现创新升级的机会点，进而获得先发优势。
大数据驱动下的智慧城市，关乎每个人的生活。
结合智慧城市对信息的需求，大数据在智慧城市中的落脚点集中在为其各个领域提供强大的决策支持。
智慧交通、智慧安防、智慧医疗……未来智慧城市的美好图景已经被勾勒出来。
随着企业信息化水平逐步提高，信息化建设方向出现了重要的变化，突出表现在信息的集成整合和资源的共享利用，涉及到企业的安全防护、生产过程的调度、产品计量、决策及故障排除等方面。
解决方案Solution---就是针对某些已经体现出的，或者可以预期的问题、不足、缺陷、需求等等，所提出的一个解决整体问题的方案（建议书、计划表），同时能够确保加以快速有效的执行。
智能配电台区及低压配电自动化一体化解决方案北京泰豪电力技术有限公司年月日\概述自我国智能电网建设以来，国家电网公司作为智能电网建设的引导者取得了骄人的成绩，同时积累了丰富的经验。
配电台区电气设备集成化与智能化摘要：当前，在配电网配电台区建设上仍普遍存在台区控制柜设备老旧、计量装置功能单一、管理混乱、负荷不能有效控制等问题。
在国家电网大力建设的背景下，骨干网架、各级电网已日渐完善，电网建设逐步向智能化方向发展，侧重于配电、用电侧的改进。
作为电力系统与用户连接的最后一道关口，要想满足人们对电能越来越高的需求，就必须实现配电台区的智能化。
目前国内已有一定数量的台区控制柜，但针对配电台区设备集成化、智能化，实现小体积、多功能自动控制的设备却很少。
因此，应重视配电台区电气设备集成化与智能化的研究，研制新型智能配电设备，将配电柜内的隔离开关、互感器、空气断路器、接触器，以及仪表显示部分集成化，将微电子技术和目前的电能表无线抄收功能相结合，实现集自动控制、用电信息显示等功能于一体，提高低压电气设备的管控水平，实现低压配电设备全自动化。
关键词：配电台区；电气设备；集成化；智能化1配电台区电气设备存在的问题1.1柜内设备现阶段，我国低压配电箱有十多种类型，包括固定控制盘式、固定隔离式、拉出式、混合式、全智能等。
配电柜的型号很多且不一致。
配电箱内的低压设备大多配有空气断路器、交流接触器、电磁阀、仪表盘、钥匙、电压互感器、母线、二次控制设备和电缆等。
柜内设备也有多种型号、规格，箱比大。
1.2二次线槽柜体内二次线槽的方式多种多样，但质量也与国外优秀产品相差甚远。
1.3整体盘、柜（1）产品布局不足且有效。
成套设备应具有多层次、多品种的特点。
多层次是指同一行业在技术性能、主要参数、功能、结构、安装和使用上应有高、中、低差异，以实现不同的应用。
多品种是指整合不同使用场景的必要性。
现阶段有性能优良、IP防水水平高、自动化程度高的产品，多功能产品基本处于空白状态。
（2）该产品没有产生品牌知名度。
新产品研发较少，知名品牌较少，不同知名品牌之间的产品质量差异太大。
（3）设备本身的问题。
（1）低压开关柜中使用的绝缘层材料的阻燃性能仍然不够好，由绝缘层材料制成的零件的绝缘性能将较差。
智能台区一体化解决方案的设计摘要:本文简述了导致电力系统三相不平衡原因，以及传统的治理方式，基于此提出了智能台区一体化解决方案，对其功能架构进行设计，并验证方案的治理效果，分析其社会增益。
关键词：三相不平衡；智能台区一体化解决方案；SVG一系统三相不平衡背景在低压三相四线制的城市居民和农网供电系统中，由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用，并且负荷大小不同和用电时间的不同。
所以，电网中三相间的不平衡电流是客观存在的，并且这种用电不平衡状况无规律性，也无法事先预知。
导致了低压供电系统三相负载的长期性不平衡。
电网中的不平衡电流会增加线路及变压器的铜损，还会增加变压器的铁损，降低变压器的出力甚至会影响变压器的安全运行，最终会造成三相电压的不平衡。
传统三相不平衡治理方式主要依靠逆变器或者电容器调节，主要存在（1）电容调补功率因数高的网络上，电容调节三相不平衡的效果比较差；（2）容调补仅通过功率转移实现配变低压出口三相负荷平衡，不能从根本上解决实际负荷均衡分配问题；（3）逆变器原理的平衡装置成本高、损耗高、噪音高；（4）逆变器调节的是台区输出电流平衡，线路负荷依然存在不平衡问题。
为了改变三相不平衡治理方式，提升三相不平衡装置工作质量、工作效率、监管效能，确保电网设备及负荷的安全，本文提出了“智能台区一体化解决方案”。
该项目研制出的一套智能解决方案，适合治理低中压电网三相负荷不平衡，对提高运维工作效率，减轻工作量，减小系统损耗，避免重复性作业具有重要作用。
二智能台区一体化解决方案低压静止式动态无功发生装置（简称SVG）。
该装置既能提供容性无功，又能提供感性无功，能有效稳定系统电压，提高系统的功率因数、改善三相不平衡等，但是SVG只能改善变压器出口端的不平衡，不能解决终端三相不平衡。
有源型JP柜采用先进的电力电子技术与传统JP柜实现完美结合，在满足电网对JP柜传统功能的基础上，加入了动态无功补偿装置---SVG模块。
智能化配电综合解决方案智能化配电系统是一项集计算机技术、数据传输、控制技术、现代化设备以及管理于一身的综合信息管理系统，通过各种通信网络把众多的带有通信接口的低压开关和控制设备与主计算机连接起来，由计算机进行智能化管理，实现集中数据处理、集中监控、集中分析和集中调度。
智能化配电系统与传统的配电系统相比，具有稳定性好，可靠性高，利于集中控制，能实现无人值守，组网后能降低大量费用等优点。
可以预见，可通信智能电器设备将逐步取代传统的电器设备。
目前，国外多家著名电器制造商都推出了智能变配电系统综合性解决方案。
例如施耐德的透明工厂、ABB 公司的ESD3000 系列等，这些都是智能化变配电技术的典型应用。
常熟开关制造有限公司一直致力于智能低压电器的研究，通过不断努力，也取得了一定的成绩。
除原有的带有通信接口的CW 系列智能型万能式断路器、CM系列智能型可通信塑壳断路器外，公司还进一步开发出其他智能化产品如电动机保护器、电动机软起动器、双电源切换控制装置、网络电力仪表、智能I/O 模块、CN1 系列通信适配器和CN1EG 以太网网关等一大批产品。
公司在2006年推出了Riyear- PowerNet 配电监控系统，系统集成了专业的Riyear-PowerNet配电监控组态软件，配合公司的智能配电元件，形成了一个完整的产品体系。
Riyear - PowerNet 系统主要特点Riyear-PowerNet配电监控系统是以现场总线技术为基础，配合各种可通信智能配电元件，将现场的低压配电系统和计算机网络紧密结合，集遥测、遥信、遥控与遥调等功能于一体，大大提高了配电的智能化水平，是传统配电系统的理想升级替代解决方案。
Riyear-PowerNet系统是一套完整的软、硬件产品体系，包括一系列具备自动化功能的工业级配电元件以及完整的上位机软件、网络布线方案，支持包括Modbus、ModbusTCP、PROFIBUS 和DeviceNet等各种通信总线的连接。
低压配电台区智能化改造方案2019年10月1. 低压台区现状近几年伴随设备规模快速增长和供电服务要求不断提升，配网运维力量不足的问题逐步凸显，亟需应用新技术手段改变现有工作模式，提升运维管控效率。
现存在主要问题如下：一是虽已经实现配变停电的主动获取，但占低压配网停电数量86.2%的低压线路、用户停电缺乏主动感知手段，只能通过用户故障报修被动获取，制约着客户服务水平进一步提升。
二是因低压用户用电性质不同，负荷特性差异大，低压配网三相负荷存在较大波动性，负载调整缺乏合理分配支撑手段，存在不同季节负荷高峰反复调整的现象，三相不平衡调整工作效率低、工作量大。
三是低压设备异动频繁，拓扑关系经常变换，低压设备异动变更缺乏管控手段和措施，台账图纸变更不及时，通过现有管理手段，低压配网图模台账信息准确性难以得到保障。
四是低压配网线路设备缺陷异常只能通过人工现场巡视查找，发现不及时，工作效率低，现有人员力量难以满足巡视要求，存在不坏不修的问题。
2.改造工作目标通过低压台区的智能化升级改造，安装低压台区配变智能监测终端及其他采集设备，实现配网运行状态监测、低压配网停电的主动感知和自动定位、户变连接关系自动识别等目标。
通过深入挖掘低压配网运行数据信息价值，发挥营配贯通工作成效，实现台区线损的精益化管理、快速进行故障隔离和定位、提高主动抢修能力等目标；通过台区精益化管理和低压智能化运维，实现强化低压配网运行监测手段、有效提升运检工作效率、有效提升精益管理水平和供电服务水平等目标。
3. 主要实现功能安装低压台区配变智能监测终端及采集设备，实现以下几个主要功能：（1）台区实时监测采集配变出线侧电压、电流、功率等运行、计算数据，对配变进行监测。
（2）低压设备监测经过通讯对台区内的无功补偿装置（智能电容，电容智能投切开关等）、三相不平衡治理装置及换相开关等装置进行监测。
（3）低压进出线监测经过通信对开关柜上的智能仪表、智能断路器及其他智能设备进行监测。
智能配电台区及低压配电自动化一体化解决方案概述自我国智能电网建设以来，国家电网公司作为智能电网建设的引导者取得了骄人的成绩，同时积累了丰富的经验。
近年来国家电网公司逐步加大智能电网配用电环节的投资力度，使配电自动化有了长足的发展，并在部分大、中、小城市相继落地，取得良好的成果。
为了提高电能利用效率，促进电力资源优化配置，保障用电秩序国家于2010年11月颁布《电力需求侧管理办法》，该办法指出各省级电力运行主管部门会同有关部门和单位制定本省、自治区、直辖市电网企业的年度电力电量节约指标，并对该指标进行严格考核。
该指标原则上不低于有关电网企业售电营业区内上年售电量的0.3%、不高于最大用电负荷的0.3%。
该办法鼓励电网企业采用节能变压器，合理减少供电半径，增强无功补偿，引导用户加强无功管理，实现分电压等级统计分析线损等，稳步降低线损率。
这也为低压配电自动化及配电变压器经济运行提供了契机。
配电变压器是低压配电网的主要设备，在低压配电系统中建设中用量巨大，其运行的经济效益直接影响到整个电力系统的经济效益。
在城乡10kV及以下的配电网中，配电变压器的损耗约占线路损耗的三分之一，农村配电变压器的损耗约占到整个电力系统损耗的60%，甚至更多，所以实现配电变压器经济运行具有很大的节电潜力，进而收到很好的经济效益。
智能台区建设是智能电网建设的重要部分，根据国家电网公司建设坚强智能电网总体部署，2010 年国家电网公司确立了“农网智能化试点工程建设和配套关键技术研究” 科技项目，农网智能配电台区关键技术研究是其四个子课题之一，同时农网智能配电台区建设也被列入国家电网公司坚强智能电网第二批试点工程项目。
为了全面贯彻建设智能电网“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进” 的工作方针，提升农网智能配电台区工程建设规范化和标准化水平，满足农网智能化发展需要和客户对供电能力、供电质量和供电服务的新要求，提高供电能力和供电可靠性，提升运行管理水平和服务能力，智能台区建设已是必然趋势。
一．智能配电台区智能配电台区由主站系统软件、智能配电箱和低压漏电保护器组成。
其中智能台区的主站系统软件是统一数据采集与集中监控平台的一个子系统。
系统结构图如下：图2.1 系统结构图1.1统一数据采集与集中监控平台1.1.1概述传统的调度自动化、配网自动化、远程抄表等系统多为面向部门的独立建设，缺少总体设计和统一规划，各个系统间通信接口复杂，数据交换与共享困难，使用维护个性化，各系统数据存储形式各异，物理空间分散，数据重复，缺乏有效整合，数据一致性难以保证，缺乏统一的应用平台，每个独立的系统都不能展现电网运行全景，查看不同数据需要登陆不同的系统。
建立统一数据采集与集中监控平台，对不同自动化系统的实时数据进行采集、存储和应用，并按信息化管理的要求，向电网管理层各应用子系统提供生产现场的各种基础数据。
统一数据采集与集中监控平台的建设主要对试点智能配电台区、用户用电信息以及已有实时系统的实时数据进行统一采集与管理，保证数据模型的标准化、数据唯一性和准确性，实现信息资源共享，消除应用系统间的信息孤岛问题。
统一数据采集与集中监控平台能够消除不同业务系统间的信息壁垒，提高各种信息的内在关联性，从而实现对综合性业务的统一、完整描述，为更深入的决策分析和数据挖掘奠定技术和信息基础，为智能电网的全面建设打下坚实的平台基础。
1.1.2设计原则由于待集成和整合的信息源具有形式和空间上分散性、数据和软硬件的异构性、网络隔离等特点, 因此统一数据采集与集中监控平台的研发应遵循以下基本的设计原则：（1）应用的实用性和适用性统一数据采集与集中监控平台建设应坚持实用性和适用性原则，即在满足各项应用需求、功能实用、操作简便的基础上，尽可能地降低造价，保护现有的投资，提高设备投资和应用系统的性价比。
同时，应选择适合业务应用需求的产品和解决方案，以实现最大程度的投资回报。
（2）系统的安全性统一数据采集与集中监控平台应用系统应具备较高的稳定性，具有高MTBF （平均无故障工作时间），并提供系统容错设计和整体的安全防范措施，保障业务应用系统的整体运行安全；在涉及应用系统与生产控制系统之间必要的集成时，坚持“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则，以保障监控系统网络的安全。
（3）系统结构的可扩展性考虑到信息技术日新月异的发展态势，统一数据采集与集中监控平台应用系统整体结构应具有可扩展性，系统整体性能应能够随着技术的进步和发展而不断得到充实和提升，同时满足电网新兴业务扩充时对信息化设备和应用系统性能的要求。
（4）系统的可维护性统一数据采集与集中监控平台应用系统应具有友好的用户界面，便于使用、维护和管理，可操作性强，以最大限度地满足业务连续性的需要。
1.1.3结构部署统一数据采集与集中监控平台采用县供电企业集中方式部署，在县供电企业机房部署采集前置机、应用服务器、数据库服务器和维护工作站。
县供电企业、供电所各级终端用户主要通过B/S模式实现操作和浏览等功能。
1.1.4数据流拓扑图统一数据采集与集中监控平台数据流拓扑图，如图。
图2.2统一数据采集与集中监控平台数据流拓扑图上行数据流程实时数据：各系统采集端发送数据包至相应前置机通道，由部署在前置机上的数据采集软件将数据包进行解析后写入实时历史数据库中，实现数据的实时更新和存储。
实时历史数据库提供标准的Web service接口通信方式，统一监控与管理模块从实时历史数据库中直接读取实时数据，满足一体化分析与管理模块的实时数据查询、分析等需求。
历史数据：由统一监控与管理模块下发历史数据采集分析的计划任务至通信接口服务，数据采集与存储模块根据收到的计划任务将历史库中的内容，同步到统一监控与管理模块的应用服务器中。
下行控制数据流程控制命令下发：由统一监控与管理模块发起下行控制任务到通信接口服务，由通信接口服务分发给各系统对应数据采集与存储模块的采集前置机中，部署在前置机的数据采集软件解析该控制命令后，对相应终端进行控制。
控制命令有效性确认：根据国网企标Q/GDW376.1-2009协议，主站发送下行控制数据包至终端设备时，终端设备返回确认字段，确认下行控制命令的有效性。
1.1.5统一数据采集与集中监控平台功能特点➢海量实时历史库技术➢配用电数据抽取实践数据平台支持多种数据获取方式。
例如：电网模型和图形数据的导入, 平台配置了XML/RDF 电网基模型/图形导人/导出模块, 其功能是将模型/图形数据转换为符合IEC61970 的CIM/SVG标准格式, 再将经过格式转换后的电网模型/图形数据导出为XML文件, 导入到综合数据平台中。
➢标准化数据整合本系统采用将数据模型与IEC61970 中的CIM模型一体化设计的思路, 通过元数据映射技术实现数据模型的统一。
➢数据交换与共享➢数据加工和展现1）数据加工综合数据平台在充分获取各应用系统的各类数据信息后, 应提供对原始数据的统一加工处理功能,以产生各种汇总统计等再生数据, 实现数据的分析与挖掘。
2）数据展现综合数据平台, 尤其是外平台, 应提供丰富的数据展现功能, 针对调度生产业务需求, 在元数据的基础上通过图形、报表、曲线、图表等多样化的数据表现形式, 实现对调度生产运行数据的多角度多层面的动态展示, 帮助用户全面清晰地了解整个电网的生产运行状态、变化发展趋势以及潜在问题。
1.1.6智能台区监控子系统主要功能模块：图2.3 智能台区监控界面数据采集与实时监控模块➢模拟量：三相电压、电流➢计算量：三相有功功率、无功功率、功率因数和谐波➢统计量：正反向无功、一二三四象限无功电量及其发生时间，正反向有功总、尖、峰、平、谷电量，正反向有功、无功最大需量，每日电压、功率因数运行时间、越上限时间、越下限时间、合格率。
➢告警事件记录，包括失压、失流、断相、过压、不平衡、逆相序、功率超定值、需量清零、无功欠补/过补、表计异常、终端上电/掉电等➢状态量：开关状态、电容器投切状态➢运行工况：终端、微断、计量设备等➢环境温度、视频信息➢微网相关信息➢其他相关信息等配变特性统计、分析应用模块➢配变经济运行➢无功分析➢无功补偿➢状态检测➢谐波分析及治理➢负荷分析与管理➢变压器铁损和铜损➢供电可靠性分析➢用电量管理➢供电质量统计、分析➢线损计算分析➢其他相关信息等低压配电自动化模块实现低压线路故障隔离和重构2.2. 智能低压配电箱TH－T5201智能型低压配电箱（以下简称智能配电箱）是按照电气接线要求将低压开关设备、计量和测量装置、智能配变终端、保护电器和辅助设备组装在封闭箱体中，具有计量、测量、控制、保护、电能分配、无功补偿和滤波等集成功能的设备。
2.2.1智能配电箱实物图图2.4 智能配电箱实物图2.2.2智能配电箱配置清单（以标准型为例）2.2.3智能配变终端技术参数及主要功能2.2.3.1技术参数✧环境条件:空气温度：-45℃～70℃，最大变化率1℃/h相对湿度：10％～100％最大绝对湿度：35g/m3大气压：0kPa～106 kPa✧工作电源：额定电压：3×220/380VAC允许偏差：－20％～20％输入额定值为5A，输入电流范围：（0～5）In✧测量误差：电流、电压量测量误差≦0.2％有功、无功功率测量误差≦0.5％谐波分量经确度≦1％✧功耗：交流电压回路功率损耗≦0.5VA （单相）交流电流回路功率损耗≦0.25VA （单相）谐波分量准确度≤ 1%电网频率测量误差≤ 0.02 Hz✧输入回路：计量交流回路：3路电压、3路电流；负载电流回路：9路电流；电容器补偿电流：5路电流✧开入：16路✧开出：1路微机保护出口；3路遥控；28路电容器投切✧通讯接口：3路RS485,1路RS232，1路USB，2路以太网，SD卡接口1个2.2.3.2配变终端主要功能：✧配电变压器监测与保护1 监测数据主要类型有：1）交流模拟量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等，具有录波功能，并能以曲线或图表方式显示；2）电能量数据：总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量等；3）电能统计数据：电压合格率、三相不平衡度、电压波动和闪变* 、暂时或瞬态过电压* 、电压暂降/ 中断/ 暂升* 、电压（电流）的2 ～19 次谐波分量、谐波含有率及总畸变率、频率偏差、负载率以及供电连续性等统计数据；2 具备过压保护、过流保护、过负荷保护、欠压保护、过热保护* 等多种保护/ 告警功能，并同时完记录、存储和上报。
✧用户用电信息监测实现配电台区的电能信息采集，包括电能表数据采集、电能计量装置工况、供电电能质量监测，以用电负荷和电能量的监控，对相关数据进行处理储存、管理和传输。
