上海威能電力科技有限公司 陸 原

1 引言

電力供應(yīng)關(guān)乎社會整體的發(fā)展與建設(shè)，與居民日常生活及工作息息相關(guān)，而高低壓配電系統(tǒng)的運行質(zhì)量則是影響電力供應(yīng)實效的主要因素，一旦配電系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)故障，就會影響正常用電，嚴(yán)重時甚至可能引發(fā)供電事故，從而對整個電網(wǎng)的安全構(gòu)成威脅，要保障電力供應(yīng)的安全性和穩(wěn)定性，就應(yīng)進(jìn)一步加大對于高低壓配電系統(tǒng)的監(jiān)管力度，在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題，將配電系統(tǒng)的運行風(fēng)險降到最低。

2 高低壓配電系統(tǒng)運行問題分析

得益于配電技術(shù)的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)配電自動化迅速普及，為我國電力事業(yè)的成長與進(jìn)步起到了極大的促進(jìn)作用，然而，結(jié)合高低壓配電系統(tǒng)的實際情況來看，由于近年來我國社會的電力需求不斷上升，配網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜程度越來越高，電負(fù)荷也越來越大，高低壓配電系統(tǒng)的運行難度明顯提升，在實際運行過程中經(jīng)常因監(jiān)管不到位而出現(xiàn)故障問題，導(dǎo)致電網(wǎng)供電實效受到影響。結(jié)合高低壓配電系統(tǒng)運行的實際情況，主要存在兩個問題：

一是高低壓配電系統(tǒng)的維護(hù)及檢修需求相對較大[1]。高低壓配電系統(tǒng)的運行過程非常復(fù)雜，為了保障高低壓配電系統(tǒng)的運行實效，就需要定期認(rèn)真落實系統(tǒng)檢修及維護(hù)工作。然而，由于高低壓配電系統(tǒng)非常龐大，在檢修期間不僅需要耗費大量的人力、物力，其用時較長，因此，在檢修期間為了盡量避免影響用電質(zhì)量，往往需要帶電檢修，如此一來，無論是系統(tǒng)維護(hù)及檢修工作的危險性還是操作難度都大幅增加，對系維護(hù)及檢修工作提出了更高的要求。

二是高低壓配電系統(tǒng)的運行風(fēng)險相對較高。由于高低壓配電系統(tǒng)的自動化運行效果主要是依托于網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)來實現(xiàn)，系統(tǒng)在自動運行過程中需要利用計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸大量的數(shù)據(jù)信息，而網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中存在很多潛在的安全隱患，所以，一旦網(wǎng)絡(luò)環(huán)境存在安全漏洞，就很容易在傳輸數(shù)據(jù)的過程中遭受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，從而導(dǎo)致高低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障，嚴(yán)重時甚至可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓。

3 高低壓配電系統(tǒng)中智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實踐及建議

3.1 高低壓配電系統(tǒng)中智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實踐

智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)屬于配電管理系統(tǒng)，不僅能夠全面監(jiān)管電網(wǎng)的運行參數(shù)、指令，而且也可以自動分析電網(wǎng)運行過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，與高低壓配電系統(tǒng)的監(jiān)管需求相一致，將其有效應(yīng)用于高低壓配電系統(tǒng)中一方面可以實時監(jiān)控配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，進(jìn)一步加強對于配電系統(tǒng)的控制效果，也能夠在出現(xiàn)配電故障的第一時間向相關(guān)工作人員發(fā)出警報信息，在一定程度上降低高低壓配電系統(tǒng)的運行風(fēng)險。從硬件監(jiān)控的角度分析，智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)能夠全面監(jiān)控自動化機房、UPS 機房以及配電房的運行狀態(tài)，從而有效預(yù)防各項硬件設(shè)備因長期高負(fù)荷運轉(zhuǎn)而存在安全隱患[2]。

從軟件監(jiān)控的角度來看，智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)中所搭載的防病毒系統(tǒng)、在線備份系統(tǒng)以及防護(hù)墻技術(shù)能夠定期修復(fù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中所存有的安全漏洞，對高低壓配電系統(tǒng)所使用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境起到良好的保護(hù)效果，從而切實保障高低壓配電系統(tǒng)在運行過程中的信息傳輸安全。智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)還可以收集并分析高低壓配電系統(tǒng)運行過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，并在主機上自動進(jìn)行綜合化數(shù)據(jù)處理，能夠大幅降低高低壓配電系統(tǒng)的運行風(fēng)險，在一定程度上保障高低壓配電系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

以智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)在起重機高低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用為例，起重機智能化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由傳感器、控制器、變頻器以及PLC 邏輯控制器等組件共同組成，在實際操控過程中，傳感器會將鋼絲繩的位置信息傳遞至PLC 邏輯控制器中，此時系統(tǒng)就能夠按照設(shè)計方案的預(yù)設(shè)參數(shù)對鋼絲繩的位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，全面監(jiān)控整個作業(yè)流程，一旦系統(tǒng)在作業(yè)過程中檢測到鋼絲繩的位置出現(xiàn)了偏差，系統(tǒng)會自動中止作業(yè)，確保起重機操控過程的準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度。智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)中所配備的PLC 邏輯控制器還能夠利用算法對鋼絲繩的位置進(jìn)行優(yōu)化處理，結(jié)合變頻器、驅(qū)動器等組件來進(jìn)一步加大對于起重機的管控力度，切實保障起重機在實際操作過程中安全性和可靠性[3]。智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)的控制流程如圖1所示。

圖1 智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)的控制流程

通信層是智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)運行的關(guān)鍵，主要由主站和各類通信管理裝置共同組成，通信管理裝置能夠采集各類通信設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息，可以檢測到所有自動化設(shè)備在運行過程中所產(chǎn)生的信號，并將所有信息安全傳輸至主站內(nèi)，以便確保監(jiān)控層和現(xiàn)場層之間的信息實時互通，切實保障智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程中的網(wǎng)絡(luò)傳輸安全。

以智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)在起重機高低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用為例，監(jiān)控系統(tǒng)主要是利用工業(yè)以太網(wǎng)與PLC 邏輯控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，而起重機中的電動葫蘆則主要是利用無線網(wǎng)實現(xiàn)與PLC 邏輯控制器之間進(jìn)行通信，在實際應(yīng)用過程中，通常需要在系統(tǒng)處設(shè)置一臺無線網(wǎng)關(guān)，在每臺橋機上設(shè)置兩臺無線節(jié)點，利用以太網(wǎng)將無線網(wǎng)與PLC 邏輯控制器連接到一起。在無線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)關(guān)的主要作用是在與PLC 邏輯控制器保持通訊暢通的同時與各節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)交換并實時監(jiān)控各節(jié)點的運行狀態(tài)。條碼掃描系統(tǒng)與PLC 邏輯控制器之間需要利用串口來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊效果，當(dāng)工作人員使用手持式掃碼槍掃描物料條碼后，掃描系統(tǒng)就會將條碼信息自動傳輸至PLC 邏輯控制器中。智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)通信如圖2所示。

圖2 智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)通信

為了進(jìn)一步明晰智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)在高低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用方法，以全自動智能起重機的電氣控制系統(tǒng)為例展開具體分析。全自動智能起重機電氣控制系統(tǒng)如圖3所示，其中，采用電氣連接的方式將PLC 邏輯控制器的起點與主副提升變頻器、小車變頻器以及起重機變頻器相連，采用通信連接的方式將PLC 邏輯控制器與觸摸屏相連，利用以太網(wǎng)接口將交換機與上位機連接到一起，利用通信連接的方式將現(xiàn)場監(jiān)視器與路由器相連，在各設(shè)備連接完成后，智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)就可以自動完成監(jiān)控、操作以及故障診斷等各項控制工作，從而大幅提高起動機運行的自動化、智慧化水平[4]。

圖3 全自動智能起重機電氣控制系統(tǒng)

3.2 高低壓配電系統(tǒng)中智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用建議

與傳統(tǒng)的自動化技術(shù)相比，智能化技術(shù)的自動化、智慧化水平相對較高，在實際應(yīng)用過程中能夠按照人類的思維方式進(jìn)行自主判斷和思考，隨著工作經(jīng)驗的不斷累積，智慧化程度隨之提升，促使機器設(shè)備實現(xiàn)真正意義上的自動化操控。而智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)正是利用先進(jìn)的智能化技術(shù)對傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)加以優(yōu)化。

與傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)相比，智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)對人工的依賴性更低且適應(yīng)性較強，能夠滿足電網(wǎng)配電管理工作的實際需求。由于智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過收集并分析配電系統(tǒng)在運行過程中所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息來實現(xiàn)對系統(tǒng)整體的監(jiān)管效果，但在實際應(yīng)用過程所涉及的設(shè)備數(shù)量和種類有很多。因此，要保障智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)在高低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用實效，相關(guān)部門就應(yīng)加大對智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用方面的資金投入，以免因缺乏相應(yīng)的設(shè)備支持而導(dǎo)致智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)難以充分發(fā)揮出自身應(yīng)有的作用價值。

智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)雖然具備一定的自主能力，能夠在很大程度上減少電網(wǎng)配電管理工作所需的人力資源，由于智能化技術(shù)是一項集合了信息技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)科技手段在內(nèi)的綜合性技術(shù)，其科技屬性相對較強，智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)在實際應(yīng)用時還需要相關(guān)技術(shù)人員對監(jiān)控系統(tǒng)的各項運行參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)控，以確保智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用效果與電網(wǎng)配電管理工作的實際要求相符，相關(guān)部門還應(yīng)當(dāng)定期組織技術(shù)人員開展與智能化技術(shù)有關(guān)的培訓(xùn)活動并嚴(yán)格考核，幫助技術(shù)人員深入掌握智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用要點，利于不斷強化技術(shù)人員的專業(yè)能力和技術(shù)水準(zhǔn)，為智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)在高低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用提供有力的人才支持。

4 結(jié)語

電力能源是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)水平的快速提升，電力能源需求不斷上漲，對電網(wǎng)系統(tǒng)提出了更高的供電要求。高低壓配電系統(tǒng)在電力供應(yīng)工程中扮演著關(guān)鍵角色，其運行質(zhì)量將直接影響到廣大電力用戶的用電安全，要保障電力供應(yīng)的安全性和實效性，就應(yīng)在高低壓配電系統(tǒng)中積極引進(jìn)并應(yīng)用智能電氣監(jiān)控系統(tǒng)，以便進(jìn)一步加大對于配電系統(tǒng)的監(jiān)管力度，不斷提高電網(wǎng)配電管理工作的科學(xué)性和先進(jìn)性，為我國電力事業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展提供無限動力。