智能配電監控管理系統（智能配電監控管理系統企業(yè)軟件技術(shù)方案）

智能配電監控管理系統是指利用現代電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，將電力設備的正常及事故情況下的監測、保護、控制、電力計量的系統。該系統可以同智能樓宇系統BAS、企業(yè)資源計劃ERP融合在一起，以達到良好管理，以成為一種必然的趨勢和發(fā)展方向。

　　基本簡(jiǎn)介

　　一 我國智能配電監控行業(yè)現狀

　　隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，對現代建筑或工礦企業(yè)的智能化要求越來(lái)越高。然而，能源管理中電能源的管理卻遜色于對水和汽的管理，一直困繞著(zhù)諸多用戶(hù)，為了解決這一問(wèn)題，產(chǎn)生了智能配電監控管理系統(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“系統”)。

　　能源管理信息化/自動(dòng)化在企業(yè)信息管理系統中站有舉足輕重的地位，這也是由能源在企業(yè)生產(chǎn)運營(yíng)中的重要性所決定的。能源是所有現代企業(yè)賴(lài)以生存的基礎性資源和前提條件，同時(shí)又是一項重要的成本開(kāi)支，這些特點(diǎn)又以電力能源表現的最為普遍、最為鮮明。

　　目前項目的設計多是本著(zhù)技術(shù)先進(jìn)，可靠，靈活的原則，在對系統做了詳盡分析的基礎上實(shí)施的設計。此系統多采用網(wǎng)絡(luò )化的集散設計架構，在充分利用開(kāi)關(guān)本體功能的基礎上，實(shí)現技術(shù)領(lǐng)先的“三遙”(高壓配電系統的遙信、遙測和遙控)或“兩遙”(低壓配電系統遙測和遙信)的控制配電系統。設計方案在高/低壓的一、二次側運用具有靈活輔助觸點(diǎn)的高質(zhì)量開(kāi)關(guān)，功能強大的高精度網(wǎng)絡(luò )型電力儀表及等先進(jìn)的智能組件，在監控系統方面以計算機網(wǎng)絡(luò )為硬件平臺，以網(wǎng)絡(luò )化的圖形監控軟件為工具。既考慮了組件的先進(jìn)性與可靠性，又把IT領(lǐng)域成熟先進(jìn)的技術(shù)納入到智能配電系統來(lái)。

　　實(shí)現對電力的自動(dòng)化監視與控制，實(shí)施智能化配電監控系統可以有效保障供電可靠性和供電品質(zhì)，為連續性的自動(dòng)化生產(chǎn)提供保證;有利于合理安排生產(chǎn)計劃，優(yōu)化負荷分配，節約電力成本以及檢修成本;提高維護人員工作效率，減小勞動(dòng)強度，節約人力資源。以上諸方面在企業(yè)生產(chǎn)運營(yíng)過(guò)程中可以產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益，同時(shí)它又在加強企業(yè)管理水平，提高員工技術(shù)素質(zhì)，加強企業(yè)軟件環(huán)境建設方面都會(huì )產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。近年來(lái)，從國內外企業(yè)的發(fā)展來(lái)看，越是自動(dòng)化程度高，科技含量高的產(chǎn)業(yè)或項目，對電力的依賴(lài)也就越強，隨之電力監控系統/智能配電系統的重要性也就日益凸顯了。

　　配網(wǎng)自動(dòng)化是以新的自動(dòng)化配電設備為基礎，集計算機技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，數據通信技術(shù)，數據庫技術(shù)及相關(guān)電力系統技術(shù)于一身的信息管理系統。我國目前約有一百個(gè)城市的供電企業(yè)建設了配網(wǎng)自動(dòng)化系統，由于我國建設的配網(wǎng)自動(dòng)化系統不少是試驗性工程，功能受到了考核，但系統的穩定性、可靠性、實(shí)用性有待考驗。同時(shí)，國內城市配網(wǎng)饋線(xiàn)自動(dòng)化率不足10%。但國外配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展較快，日本有58%的配電線(xiàn)路實(shí)現了自動(dòng)化，韓國這個(gè)比率達到了45%，德國更是高達56%，國內智能配電監控行業(yè)市場(chǎng)空間巨大。

　　《國家電網(wǎng)公司農網(wǎng)“十一五”科技發(fā)展規劃綱要》已經(jīng)明確指出，“十一五”期間“完成農網(wǎng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設技術(shù)導則、模式及標準化設計規范的制定。每個(gè)省(網(wǎng))公司建成2-3個(gè)縣城配電網(wǎng)自動(dòng)化試點(diǎn)工程”。因此，“十一五”期間，電力自動(dòng)化設備市場(chǎng)需求結構會(huì )發(fā)生明顯變化：除了每年用于保護及變電站自動(dòng)化系統大約40億外，剩下至少60億投資將全部用于配網(wǎng)自動(dòng)化系統、調度自動(dòng)化系統等方面。所以，保護及變電站自動(dòng)化市場(chǎng)規模將有所下降，而配網(wǎng)自動(dòng)化等產(chǎn)品市場(chǎng)將呈現快速甚至爆發(fā)式增長(cháng)態(tài)勢。

　　二 我國智能配電監控行業(yè)競爭格局

　　智能配電監控行業(yè)產(chǎn)品主要包括新型自動(dòng)跟蹤補償消弧線(xiàn)圈及選線(xiàn)成套裝置、智能高壓大功率變頻調速系統、分布式企業(yè)級電氣監控與能量管理系統以及電力信息化系統等，產(chǎn)品廣泛應用于電力、大中型工業(yè)企業(yè)、市政建設、基礎設施等領(lǐng)域。

　　消弧選線(xiàn)成套裝置屬于輸配電設備中的一次設備和二次設備相結合的電力電子綜合類(lèi)設備，未來(lái)行業(yè)需求巨大。一方面，今后新增變電站將逐步安裝消弧選線(xiàn)成套裝置，原已安裝該產(chǎn)品的電網(wǎng)也因電網(wǎng)改造帶動(dòng)新需求。另一方面，隨著(zhù)中國重工業(yè)化進(jìn)程的加快，石油、化工、鋼鐵、礦山、電氣化鐵路等主要耗能行業(yè)的大型企業(yè)供電系統需要升級擴張，也將逐步采取消弧選線(xiàn)成套裝置技術(shù)。

　　國內消弧選線(xiàn)成套設備的擴張速度相對較快，目前大部分市場(chǎng)都被掌握該產(chǎn)品核心技術(shù)的國內制造商占有。近年三年來(lái)國內60%以上的市場(chǎng)份額由思源電氣和智光電氣占有，2006年兩家公司所占的市場(chǎng)份額達到了64%。智光電氣在這個(gè)市場(chǎng)上的份額基本穩定在24%左右，在國內僅次于思源電氣排名第二。消弧選線(xiàn)成套設備產(chǎn)品毛利率基本保持穩定，但是因為加工模式，經(jīng)營(yíng)規模等方面的差異，與思源電氣相比，智光電氣毛利率相差超過(guò)27%。(資料來(lái)源：拓撲道咨詢(xún)事務(wù)所《中國消弧選線(xiàn)設備裝置細分市場(chǎng)研究報告》)

　　電氣監控與能量管理系統近3年的銷(xiāo)售增長(cháng)迅猛，廣泛應用在電力、大中型工業(yè)企業(yè)、市政建設、基礎設施等領(lǐng)域。從行業(yè)競爭來(lái)看，目前擁有自主研發(fā)能力和品牌的主要廠(chǎng)商，在國內的市場(chǎng)份額約占44%左右，主要品牌廠(chǎng)商有：施耐德電氣(中低壓智能單元、保護測控裝置)、金智科技、珠海萬(wàn)力達電氣股份有限公司(中壓保護測控裝置、企業(yè)變電站自動(dòng)化)、蘇州智能配電自動(dòng)化有限公司(電廠(chǎng)低壓電動(dòng)機保護控制器)、上海華建電力設備有限公司(石化行業(yè)低壓保護控制器)、智光電氣(品種齊全、一體化解決方案)等;另外還有大量無(wú)自主產(chǎn)品或品牌的系統集成商，大約占市場(chǎng)份額40%左右，其它廠(chǎng)商占據16%左右的份額。

　　三 我國智能配電監控行業(yè)發(fā)展趨勢

　　智能配電監控行業(yè)存在如下發(fā)展趨勢：

　　1 高壓直流輸電技術(shù)發(fā)展很快

　　高壓直流輸電技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是：適用于長(cháng)距離輸電;不增加系統的短路容量;便于實(shí)現兩大電力系統的非同期聯(lián)網(wǎng)運行和不同頻率的電力系統的聯(lián)網(wǎng);利用直流系統的功率調制能提高電力系統的阻尼，抑制低頻振蕩，提高并列運行的交流輸電線(xiàn)的輸電能力。直流輸電線(xiàn)路的造價(jià)低于交流輸電線(xiàn)路，但其換流站造價(jià)卻比交流變電站高得多。一般認為架空線(xiàn)路超過(guò)600～800km，電纜線(xiàn)路超過(guò)40～60km，直流輸電較交流輸電經(jīng)濟。隨著(zhù)高電壓大容量晶閘管及控制保護技術(shù)的發(fā)展，換流設備造價(jià)逐漸降低，直流輸電近年來(lái)發(fā)展較快。

　　從“十一五”到2020年，我國規劃新建的高壓直流輸電工程有十多項。在國外兩端直流輸電已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)，而且，已經(jīng)研究出多端直流輸電技術(shù)，現在已有三端直流輸電在加拿大運行。還有輕型直流輸電也在發(fā)展中，國外已在研究與應用輕型直流輸電(ABB公司稱(chēng)為HVDCLight，西門(mén)子公司稱(chēng)為HVDCPlus)。輕型直流輸電系統，它采用GTO,IGBT等可關(guān)斷的器件組成換流器，省去了換流變壓器，整個(gè)換流站可以搬遷，可以使中等容量的直流輸電工程在較短的輸送距離也能與交流輸電競爭。此外，可關(guān)斷的器件組成換流器，由于采用可關(guān)斷的電力電子器件，可以免除換相失敗的問(wèn)題，對受端系統的容量沒(méi)有要求，故可用于向孤立小系統(海上石油平臺、海島)的供電，今后還可用于城市配電系統，并用于接入燃料電池、光伏發(fā)電(PhotovoltaicPowerGeneration)等分布式電源。

　　目前，國內超高壓直流輸電工程換流站設備主要是ABB公司和西門(mén)子公司提供的，國內西電公司等已經(jīng)在引進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行國產(chǎn)化工作?，F在新建的直流輸電線(xiàn)路又比較多，這也就要求加快高壓直流輸電設備國產(chǎn)化的進(jìn)程。

　　2 關(guān)于柔性交流輸電系統技術(shù)(FACTS)

　　關(guān)于柔性交流輸電技術(shù)(也稱(chēng)靈活交流輸電技術(shù))是基于電力電子技術(shù)與現代控制技術(shù)對交流輸電系統的阻抗、電壓、相位實(shí)施靈活快速調節的輸電技術(shù)，能改善交流輸電系統的可控性、輸送容量和穩定性。

　　柔性交流輸電系統技術(shù)(FACTS)被稱(chēng)為電力系統控制技術(shù)的“第二次硅的革命”的一個(gè)產(chǎn)物。電網(wǎng)發(fā)展和大型互聯(lián)電網(wǎng)運行對電力系統潮流及其穩定性控制的需要加上電力電子技術(shù)的進(jìn)步，大大推進(jìn)了全新的輸電技術(shù)——柔性交流輸電系統技術(shù)的發(fā)展和應用。

　　3 緊湊型輸電技術(shù)，通過(guò)減少輸電線(xiàn)路的相間距離，改變排列，從而降低線(xiàn)路的電抗，增加容抗，在線(xiàn)路額定電壓不變的條件下，提高額定自然功率，這是一種比較經(jīng)濟的提高超高壓交流輸電能力的輸電技術(shù)。1999年我國華北建成一條500kV緊湊型試驗輸電線(xiàn)(昌平——房山)長(cháng)85km,子導線(xiàn)采用六分裂結構(如6x240mmz)，圓環(huán)的直徑為750mm，相間采用倒三角排列，相間距離6.7m，導線(xiàn)對地距離10m，走廊寬度16m，自然功率比常規線(xiàn)路提高了1/3，緊湊型輸電線(xiàn)路應在線(xiàn)路的適當位置安裝并聯(lián)電抗器，并且電抗器的容量應該是可控的，以便可以根據線(xiàn)路的負載變化使系統的無(wú)功潮流達到動(dòng)態(tài)平衡，保證電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)穩定性。這種緊湊型輸電線(xiàn)路所用的可控電抗器是目前需要自主化生產(chǎn)的關(guān)鍵設備。

　　4 氣體絕緣輸電線(xiàn)路(GIL)

　　SF6氣體絕緣輸電線(xiàn)路的輸送容量要大于電纜輸電線(xiàn)路，可地面和地下敷設，而且造價(jià)要低于電纜線(xiàn)路，目前世界上一些主要輸配電制造企業(yè)都已研制成氣體絕緣輸電線(xiàn)路。

　　5 高溫超導輸電

　　美國能源部和南方電線(xiàn)公司合作的一個(gè)高溫超導項目為100ft(lft=0.3048m),3相電力電纜系統。未來(lái)的十年是高溫超導(含發(fā)電機、變壓器、電動(dòng)機、電纜等)市場(chǎng)發(fā)展和材料產(chǎn)業(yè)化的十年。據預測，2010年和2020年，世界超導市場(chǎng)將分別達到300億美元/年和2440億美元/年。

　　6 高集成、緊湊型、智能化的輸配電設備緊湊型的輸配電設備最有代表性的就是使用在高壓、超高壓系統的氣體絕緣開(kāi)關(guān)設備(GIS),敞開(kāi)式的組合開(kāi)關(guān)設備，以及使用在中壓系統的充氣柜(C-GIS)、充氣環(huán)網(wǎng)柜等。為適應現代變電站小型化和自動(dòng)化的發(fā)展需要，已經(jīng)出現了將一次設備(如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等)和二次設備(智能型的保護、測量和監控系統)組合在一起的高集成、緊湊型輸配電設備，如ABB公司的PASS系統，西門(mén)子公司的HIS系統等。國外已經(jīng)研制成采用電纜繞制(定子)的高壓發(fā)電機(國外稱(chēng)為Powerformer，這種發(fā)電機的輸出電壓為132kV或更高，目前常規的大容量發(fā)電機的輸出電壓為20kV)，這樣，可不需要升壓變壓器就能將電能送出，大大簡(jiǎn)化了電廠(chǎng)的升壓站。超高壓直流輸電的換流站設備和柔性交流輸電設備也是實(shí)現高壓、超高壓大容量電能轉換、控制和數字化監控技術(shù)的完美集成。在現代電力系統的自動(dòng)化監控系統中，設備層面上的各個(gè)輸配電設備都將成為計算機監控系統的終端設備，實(shí)現與變電站的間隔層、站控層以及網(wǎng)絡(luò )管理層之間的信息交換。輸配電設備的高可靠性、免維護、智能化、可通信、在線(xiàn)監控和遠程故障診斷將是發(fā)展趨勢。

　　7 新型的靈活、可靠的智能配電系統

　　未來(lái)的配電系統能夠根據各個(gè)不同的用戶(hù)的需要，提供多品質(zhì)的“靈活”、“可靠”、“敏捷”、“完美”的電能服務(wù);用戶(hù)也可以自由地選擇電力品質(zhì)、種類(lèi)和供應者。系統中有完善的分布電源和蓄能系統，保證不間斷供電;完善的需求側管理和信息的實(shí)時(shí)雙向傳輸等等。目前配電管理自動(dòng)化系統(DMS)是發(fā)展非?？斓念I(lǐng)域，包括配電系統的SCADA、負荷控制、故障自動(dòng)隔離、無(wú)功自動(dòng)補償、用電管理和設備管理等。

　　8 注重輸配電設備環(huán)保性能

　　要注重產(chǎn)品的環(huán)保性能，特別要重視少用SF6氣體(因為SF6氣體會(huì )產(chǎn)生溫室效應)，國外已開(kāi)始使用氮氣、部分氮氣和部分SF6氣體的混合氣體來(lái)代替SF6氣體等方案。接觸器等觸頭不使用銀鎬合金(即銀氧化鎬,AgCdO，現國外已用銀氧化錫，AgSnO2代替)等問(wèn)題。(資料來(lái)源：拓撲道咨詢(xún)事務(wù)所《中國消弧選線(xiàn)設備裝置細分市場(chǎng)研究報告》)

　　《關(guān)于報廢電子電氣設備指令)及《關(guān)于在電子電氣設備中限制使用某些有害物質(zhì)指令)明確要求從2006年7月1日起要確保投放市場(chǎng)的新電子和電氣設備不包括鉛、汞、鎬、六價(jià)鉻、聚澳二苯(PBB)和聚澳聯(lián)苯(PBDE)六種有害物質(zhì)。所以，在低壓電器和繼電器的觸頭材料中凡使用含錦的，如銀氧化福的，都要逐步采用不含鎬成分的觸頭。

　　降低電力變壓器、電抗器的噪音的問(wèn)題，研制和使用低噪音的風(fēng)機、油泵，研制低噪音的電抗器等，注重輸配電設備的電磁兼容的研究。注意變電站設備的景觀(guān)設計和協(xié)調問(wèn)題等。

　　來(lái)源：快懂百科