摘要：介紹了電能質(zhì)量主要問題，EnerSys智能化電能管理系統(tǒng)組成、系統(tǒng)功能，EnerSys智能化電能管理系統(tǒng)擴展性強，集成性強，在變電站成功實踐及使用效果。

關(guān)鍵詞：電能管理 電能質(zhì)量 事故預(yù)警 節(jié)能1.前言

進入21世紀，全球化的能源問題日益突出，電能作為主要能源之一，在節(jié)能減排中發(fā)揮著重要的作用。如何科學(xué)地分析電力成本，通過現(xiàn)代化的管理和決策手段實現(xiàn)電力的節(jié)能增效，就顯得越來越重要。傳統(tǒng)的變電站存在管理手段低下、信息量少、精度差、自動控制和調(diào)節(jié)手段不全、事故預(yù)警缺乏和事故處理不當?shù)缺锥恕Ｋ?，研制和引進高品質(zhì)的電力保護、計量、監(jiān)控裝置及系統(tǒng)，保證變電站更安全、更可靠、更節(jié)能、更環(huán)保就尤為重要。EnerSys智能化電能管理系統(tǒng)是將PMC系列微機保護和智能監(jiān)控裝置、數(shù)顯儀表緊密結(jié)合以來推出的新一代智能化、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的電能管理系統(tǒng)，通過通信線把高低壓開關(guān)柜上斷路器的狀態(tài)，電氣參數(shù)如電壓、電流、功率、電能等實時上傳到后臺監(jiān)控管理機，值班人員可以根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)實時進行控制，調(diào)節(jié)電氣參數(shù)，確保設(shè)備的安全運行，在變電站電能管理中得到大力推廣。

2.電能質(zhì)量

電能質(zhì)量是供配電設(shè)備在一定的時間范圍內(nèi)保證用戶使用電力的能力，它包括停電時間和停電次數(shù)。從供電企業(yè)來講，提供的電的技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合國家標準；從電氣設(shè)備制造者來看，必須具備滿足設(shè)備要求的電能質(zhì)量；從使用者看，電能質(zhì)量指的是引起設(shè)備不正常、事故、停電的系統(tǒng)電壓、電流、頻率的異常波動。

電壓驟降：指系統(tǒng)電壓有效值在短時間內(nèi)降到額定電壓的90%以下，又馬上恢復(fù)正常。會造成電氣設(shè)備誤動，設(shè)備跳閘，低電壓保護啟動，損壞電氣設(shè)備，造成停產(chǎn)。會造成重大的經(jīng)濟損失或人身傷亡。所以，電壓驟降會嚴重影響電能質(zhì)量，必須嚴格防止，加強控制。

諧波：因系統(tǒng)中有大量的非線性負荷，向系統(tǒng)反饋諧波電流，造成系統(tǒng)污染，造成電能質(zhì)量下降，引起設(shè)備發(fā)熱，甚至損壞電氣設(shè)備。必須嚴格防止，加強控制。

三相電壓不平衡：造成電壓不平衡的原因主要是系統(tǒng)阻抗不平衡，電源電壓不平衡。會造成三相電流不平衡，影響三相設(shè)備的安全運行。電力系統(tǒng)的不平衡允許度為2%，必須嚴格防止，加強控制。

閃變：是電壓波動引起的，非線性波動負荷產(chǎn)生，對敏感設(shè)備影響很大，會造成設(shè)備損壞或造成事故。必須嚴格防止，加強控制。

3.EnerSys智能化電能管理系統(tǒng)

3.1 EnerSys智能化電能管理系統(tǒng)組成

1.開關(guān)柜和配電箱上的智能監(jiān)控裝置、儀表。

2.整個通訊網(wǎng)絡(luò)所需要的通訊設(shè)備和通訊介質(zhì)。

3.電能管理軟件及計算機等相關(guān)硬件設(shè)備。

4.監(jiān)控軟件：具有開放性，遵守公認的開放性標準，可與其它系統(tǒng)實現(xiàn)無縫集成；具有安全性，能滿足長時間穩(wěn)定運行的要求，保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，防止來自系統(tǒng)自身的意外或人為的誤操作；具有功能完備性，除基本的監(jiān)控功能外，還包括分時計費、電能質(zhì)量分析、智能操作票、事故追憶及故障分析等功能；具有實時性，系統(tǒng)響應(yīng)時間足夠短，嚴密監(jiān)視各種運行情況；具有用戶友好性，界用戶面簡潔、直觀，方便用戶操作。

數(shù)顯儀表為整個電能管理系統(tǒng)提供相關(guān)參數(shù)、事件、運行記錄等，并通過通信上傳給專用的電能管理軟件，智能化電能管理最終的目的是通過電能管理系統(tǒng)軟件對全部的電力運行情況進行監(jiān)控、管理和分析。圖1EnerSys智能化電能管理系統(tǒng)的系統(tǒng)功能

3.2 EnerSys智能化電能管理系統(tǒng)功能

EnerSys智能化電能管理系統(tǒng)的系統(tǒng)功能如圖1所示：

1.數(shù)據(jù)采集與處理：采集記錄每一電氣回路的電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、電度等全電量數(shù)據(jù)，斷路器的分位、合位信號、電氣參數(shù)越上限、越下限、高溫報警、輕瓦斯、重瓦斯報警信號。當系統(tǒng)有故障時，把繼電保護動作信號，斷路器跳閘動作、聲光報警信號送到后臺監(jiān)控機。值班人員在監(jiān)控室主機上實時監(jiān)控設(shè)備的運行，根據(jù)報警信號去處理故障。所有采集的信號、動作信號都保存在電腦，隨時可以調(diào)出，作為分析、判斷的參考。

2.用電管理與監(jiān)測：系統(tǒng)根據(jù)采樣的電流、電壓參數(shù)，可以自動計算出每一回路的用電量，并顯示在電氣主接線系統(tǒng)圖上，用戶在電腦一次系統(tǒng)圖上就可以知道每條出線的用電情況。通過通信線可以把智能電能表的用電量上傳到系統(tǒng)，節(jié)能了人員現(xiàn)場抄表的成本。利用系統(tǒng)的軟件可以實現(xiàn)波峰、波谷分段計費，并實施不同的電價，鼓勵節(jié)約用電，錯峰用電，可以降低用戶的電費，增加效益。

3.電能質(zhì)量管理： 在現(xiàn)場開關(guān)柜上裝電能質(zhì)量監(jiān)測表，用通信網(wǎng)絡(luò)把所有的表計聯(lián)系起來送到后臺主機。在主機上通過監(jiān)控軟件根據(jù)采樣來的電氣參數(shù)，進行分析處理，可以用表格、電氣圖、趨勢圖等形式來反映參數(shù)的變化、波動情況，值班人員根據(jù)這些可以分析判斷設(shè)備的運行情況，及時加以調(diào)整，確保設(shè)備的供電質(zhì)量，確保電氣的安全穩(wěn)定運行。也可以通過分析，找出影響電能質(zhì)量的原因，在電氣設(shè)備運行中加以控制，避免電能質(zhì)量出現(xiàn)波動，確保電氣設(shè)備供電的質(zhì)量，保證生產(chǎn)安全、穩(wěn)定、長周期進行。

4.設(shè)備檢修維護管理：電氣設(shè)備進行大修、中修、小修后，都必須寫設(shè)備檢修檔案，把檢修內(nèi)容、檢修步驟、更換零部件型號、試驗標準記錄等都寫到檢修檔案上，并保存在電腦上。根據(jù)設(shè)備的檢修周期，設(shè)備的實際運行情況，設(shè)備檢修檔案綜合判斷，合理安排設(shè)備檢修時間，可以節(jié)約檢修費用，可以確保設(shè)備安全運行，提高設(shè)備的利用率，增加企業(yè)的效益。

5.事故管理：系統(tǒng)在正常運行時實時監(jiān)控各種電氣參數(shù)，當設(shè)備發(fā)生故障時，系統(tǒng)利用故障錄波功能，把事故的電流、電壓波形都記錄下來，斷路器由合到分、事故發(fā)生的時間、結(jié)束的時間、什么繼電保護動作、動作時間都記錄到系統(tǒng)，這些可以幫助電氣人員分析故障的原因，盡快找到故障點，隔離故障，做好安全措施檢修故障設(shè)備，搶時間修好設(shè)備恢復(fù)運行。把處理故障的所有記錄保存到系統(tǒng)，作為下次發(fā)生相同故障的處理依據(jù)。

6.事故預(yù)警管理：每臺電氣設(shè)備的每個電氣參數(shù)設(shè)定上、下限越限報警，當系統(tǒng)有異常情況，電氣參數(shù)波動比較大時，只要越過了上、下限的設(shè)定值，主機都發(fā)出報警聲音，提醒值班人員注意，去加強設(shè)備檢查，排除設(shè)備隱患，通過調(diào)節(jié)電氣參數(shù)，使參數(shù)在正常范圍內(nèi)，確保設(shè)備的安全運行。

7. 節(jié)能增效管理：建立高效可靠的供配電系統(tǒng)，在變電站采用智能化電能管理是節(jié)能的最有效方法。采用分層分布式結(jié)構(gòu)，從現(xiàn)場間隔層、車間層、廠級管理層組成架構(gòu)。通過間隔層的電氣參數(shù)采集，車間層的參數(shù)監(jiān)測與調(diào)控，廠級管理層的能耗分析與控制，通過采樣來的大量分散的電能數(shù)據(jù)，監(jiān)控整個廠的生產(chǎn)過程電能消耗的動態(tài)過程，采用合理的措施，把相關(guān)的電能信息發(fā)布到企業(yè)的相關(guān)人員，對高能耗的設(shè)備進行相應(yīng)的節(jié)能改造，電氣設(shè)備的運行方式進行相應(yīng)的調(diào)整，變壓器的分接頭進行調(diào)整，采用電容器進行無功功率補償，提高系統(tǒng)功率因數(shù)，是節(jié)能的好辦法。同時，調(diào)整企業(yè)的用電時間（多用波谷電），優(yōu)化電費基本合同，完善企業(yè)電能管理制度，采用節(jié)能型電氣設(shè)備，加強員工節(jié)能意識，提高員工技術(shù)水平，合理使用電氣設(shè)備，及時調(diào)整設(shè)備的運行狀態(tài)，減少設(shè)備的停電次數(shù)、停電時間。

3.結(jié)束語

通過EnerSys智能化電能管理系統(tǒng)在變電站的使用，效果非常明顯。對現(xiàn)場設(shè)備的電氣參數(shù)可以實時監(jiān)控，每臺設(shè)備、回路的用電量可以在電氣主接線圖上顯示，設(shè)備的遙信、遙控信號可以再后臺主機上顯示，可以根據(jù)設(shè)備的實際情況調(diào)整電氣運行方式，減少了電能損耗。降低了值班人員的勞動強度、工作量，增加了企業(yè)的效益。使變電站的供配電更安全、更節(jié)能、更環(huán)保。（作者單位：衢州職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

本文系2011年浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動計劃（新苗人才計劃）項目“變電站電能管理智能化應(yīng)用研究”（成果推廣項目）研究成果（項目編號：2011R477003）。

衢州職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級科研項目（項目編號QZYZ1003）研究成果

參考文獻

[1]姜華，劉小起. 中央電視臺供電系統(tǒng)及EnerSys監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2009，12：93-95.

[2]呂金山，戴樂. EnerSys智能化電能管理系統(tǒng)在軟件產(chǎn)業(yè)基地中的實踐[J].機電信息，2009，30：167-169.