張瑋

摘 要：隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展，人們對日常生產(chǎn)生活的“智能化”提出了越來越高的要求，而科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也為其提供了有力的技術(shù)支持。作為現(xiàn)代樓宇的重要組成部分，變配電系統(tǒng)為整個(gè)樓宇提供了電力供應(yīng)，其運(yùn)行的可靠性、安全性及高效率，對于人們生產(chǎn)生活的正常開展及節(jié)能環(huán)保都具有十分重大的意義?；诂F(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能控制技術(shù)在樓宇變配電系統(tǒng)中得到越來越廣泛深入的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)整個(gè)變配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠、高效節(jié)能提供了有力的技術(shù)保障。文章對樓宇變配電系統(tǒng)的智能控制技術(shù)進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：樓宇；變配電系統(tǒng)；照明系統(tǒng)；智能控制

1 樓宇變配電系統(tǒng)智能控制技術(shù)

變配電系統(tǒng)作為樓宇的動(dòng)力系統(tǒng)，其負(fù)荷密度較大、諧波大、峰谷差率高，同時(shí)對供電的質(zhì)量也具有較高的要求[1]。樓宇變配電系統(tǒng)智能控制技術(shù)通過建立智能控制系統(tǒng)對樓宇變配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)以及供電質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)化監(jiān)測與控制，從而確保變配電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的目標(biāo)。

1.1 樓宇變配電智能控制系統(tǒng)的構(gòu)成

根據(jù)在系統(tǒng)中所處的地位與實(shí)現(xiàn)的功能，樓宇變配電智能控制系統(tǒng)主要由管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層三大部分構(gòu)成。

（1）管理層位于監(jiān)控中心，由安裝了智能控制系統(tǒng)軟件的計(jì)算主機(jī)和一系列外圍設(shè)備（主控臺(tái)、顯示屏、打印設(shè)備、不間斷電源等）等組成，系統(tǒng)通訊模塊通過專用的硬件接口和通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)通訊層的通訊，接受其打包上傳的變配電系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將經(jīng)過控制系統(tǒng)軟件自動(dòng)分析處理后生成的相關(guān)控制指令以及人工控制指令下發(fā)至網(wǎng)絡(luò)通訊層，實(shí)現(xiàn)對變配電系統(tǒng)的整體監(jiān)測與控制。

（2）網(wǎng)絡(luò)通訊層作為中轉(zhuǎn)單元，采用通訊服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)以及交換機(jī)等，將管理層與現(xiàn)場設(shè)備層連接起來并實(shí)現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)交換。具體體現(xiàn)在其主要負(fù)責(zé)與現(xiàn)場設(shè)備層的各類設(shè)備通訊，采集處理現(xiàn)場設(shè)備層上傳的數(shù)據(jù)并打包傳輸至管理層，與此同時(shí)，接受并轉(zhuǎn)發(fā)管理層下發(fā)的指令至現(xiàn)場設(shè)備層各類設(shè)備。

（3）現(xiàn)場設(shè)備層位于中低壓變配電設(shè)備現(xiàn)場，主要包括現(xiàn)場控制器、現(xiàn)場輸入設(shè)備和現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備?，F(xiàn)場輸入設(shè)備包括各類現(xiàn)場智能電量傳感器（電壓、電流、頻率、有功功率、功率因數(shù)傳感器等）以及位置傳感器等多種數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其負(fù)責(zé)采集變配電力現(xiàn)場的各類數(shù)據(jù)和信息狀態(tài)并經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換上傳至網(wǎng)絡(luò)通訊層?，F(xiàn)場控制器則負(fù)責(zé)接收經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)通訊層轉(zhuǎn)發(fā)的管理層指令并發(fā)送至相應(yīng)的現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備，驅(qū)動(dòng)其完成相應(yīng)的控制動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制意圖。

1.2 樓宇變配電智能控制系統(tǒng)的主要功能

變配電系統(tǒng)的智能控制主要包括以下幾方面的功能：

（1）保護(hù)功能。這是樓宇變配電智能控制系統(tǒng)中最重要的功能，要求智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速故障隔離，提高供電的可靠性與安全性。饋線主要通過三段式電流保護(hù)方式進(jìn)行保護(hù)，針對重要的線路，還需要提供自動(dòng)重合閘控制功能。為適應(yīng)系統(tǒng)的多方面要求，保護(hù)的主要模塊包括三段式電流保護(hù)、方向性電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)等。

（2）監(jiān)測與控制功能。實(shí)現(xiàn)樓宇變配電控制，首先需要對變配電系統(tǒng)運(yùn)行的電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、開關(guān)狀態(tài)等多項(xiàng)參數(shù)與運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并根據(jù)采集數(shù)據(jù)，對變配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析與判斷，然后執(zhí)行相應(yīng)的一系列就地控制動(dòng)作，包括三相多次重合閘、開關(guān)動(dòng)作、斷線閉鎖、時(shí)限控制以及保護(hù)定值等多項(xiàng)功能。

（3）事件的記錄及故障報(bào)警功能。智能控制系統(tǒng)需要對系統(tǒng)運(yùn)行故障類型、故障動(dòng)作時(shí)間、故障最大值以及故障前后波形變化情況、故障前后主要開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行完整準(zhǔn)確的記錄，從而為故障分析提供可靠的原始數(shù)據(jù)。并且當(dāng)數(shù)據(jù)異常、故障發(fā)生時(shí)，能夠及時(shí)響應(yīng)，啟動(dòng)報(bào)警功能，自動(dòng)對運(yùn)行設(shè)備發(fā)送控制指令或?qū)芾砣藛T進(jìn)行提示。

（4）通信及顯示功能。隔離RS232-C、RS422/485通信接口，改善了系統(tǒng)通信的抗干擾能力和長距離通信能力，為分布式控制系統(tǒng)的建立提供了有效的技術(shù)支持。通過分布式的通信接口及網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)時(shí)向控制中心提供各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀況及有關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)通過系統(tǒng)管理軟件對上述各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息、記錄信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理并以報(bào)表圖象的直觀形式顯示在監(jiān)控屏幕上，實(shí)現(xiàn)人機(jī)的友好交互。

1.3 樓宇變配電智能控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

樓宇變配電智能控制系統(tǒng)的主要功能是對變配電系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)檢測，主要包括對電壓、電流、功率及功率因數(shù)、頻率、開關(guān)狀態(tài)等參數(shù)的檢測。變配電系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)電力儀表、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、電力自動(dòng)化技術(shù)等，將保護(hù)、測量、控制、監(jiān)測等多項(xiàng)功能全部集成到監(jiān)控系統(tǒng)中。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)通過處于現(xiàn)場設(shè)備層的一系列智能電量傳感器（電流傳感器、電壓傳感器、頻率傳感器、功率傳感器、功率因數(shù)傳感器等）、位置傳感器以及電力儀表等設(shè)備采集樓宇變配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后利用現(xiàn)場總線將所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)通訊層傳輸給管理層。在管理層中，系統(tǒng)管理軟件將采集的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的值進(jìn)行對比，從而判斷變配電系統(tǒng)是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)異常，則發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號，并進(jìn)行記錄。同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)通訊層對經(jīng)過現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與控制。另外，系統(tǒng)管理人員還可在監(jiān)控中心通過人機(jī)界面對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)定與修改，以調(diào)整變配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對樓宇變配電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。變配電系統(tǒng)的智能控制技術(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的故障和問題，預(yù)防事故的發(fā)生，同時(shí)還可以通過局域網(wǎng)以及與上級計(jì)算機(jī)調(diào)度端的聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)資源的共享，進(jìn)一步完善和強(qiáng)化電力計(jì)量及考核。另外還可以最大限度的縮短設(shè)備停電及檢修的時(shí)間，從而為實(shí)現(xiàn)整個(gè)樓宇變配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠和節(jié)能環(huán)保目標(biāo)提供充足的保障。

2 樓宇變配電系統(tǒng)智能控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

以智能控制技術(shù)在樓宇變配電系統(tǒng)照明子系統(tǒng)中的應(yīng)用闡述其相對于傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。

傳統(tǒng)的照明控制技術(shù)通常采用時(shí)間控制和分布式單獨(dú)控制，相比之下，應(yīng)用智能控制技術(shù)管理照明子系統(tǒng)有著顯而易見的優(yōu)點(diǎn)。

（1）工作效率高。對照明系統(tǒng)分布式控制的集中管理，使得管理人員通過與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)的人機(jī)對話，就能夠很方便地對整個(gè)照明系統(tǒng)的所有相關(guān)設(shè)備進(jìn)行進(jìn)行監(jiān)測與控制，實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了人力成本，提高了工作效率。

（2）控制方式多樣化。智能控制技術(shù)的應(yīng)用，使得照明系統(tǒng)分系統(tǒng)、分區(qū)間、分時(shí)段控制更容易實(shí)現(xiàn)，靈活多樣的控制方式滿足了樓宇不同區(qū)域的個(gè)性化需求，增強(qiáng)了使用者的舒適體驗(yàn)。

（3）維護(hù)成本低。智能控制技術(shù)對照明系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，能夠?qū)收系陌l(fā)生提供預(yù)警或第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障所在并判斷故障原因，大大提高了維護(hù)工作的效率同時(shí)降低了維護(hù)成本。

（4）節(jié)約能源。智能控制技術(shù)能夠根據(jù)實(shí)際需要適時(shí)對照明系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，避免了能源的浪費(fèi)，適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)節(jié)能環(huán)保的要求[2]。

3 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對生活和工作的環(huán)境要求越來越高，對樓宇的舒適性、安全性都提出了更高的要求。樓宇變配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性及可靠性直接關(guān)系到人們生產(chǎn)生活的質(zhì)量。因此，智能技術(shù)在樓宇變配電系統(tǒng)中的應(yīng)用至關(guān)重要。通過智能化技術(shù)的應(yīng)用，可以大幅度提高變配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性，降低系統(tǒng)運(yùn)行的成本，減少系統(tǒng)維護(hù)工作量，避免能源浪費(fèi)。

參考文獻(xiàn)

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