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配电智能化实现和探索

如今,智能化在我们身边已经非常普遍。比如家用空调、电视等,以前需要遥控器,现在通过手机结合AI技术,通过语音就可以切换电视频道、控制空调的温度。新冠疫情发生以来,人们对网络的需求更加明显。比如以前矿山挖掘或隧道施工过程中,容易出现塌陷造成人员伤亡,现在结合5G和机器人的优势,可以坐在办公室通过5G网络遥控机器人做危险动作。智能化给我们的生产和生活带来了很大的改变,智能化配电领域也是如此。

 

配电行业发展趋势

1)数字化未来。基于物联网的数字化配电解决方案,结合控制技术、云计算和大数据分析与服务等,将配电系统中的智能设备互联互通,实现主动、高效维护,保障配电运行更加安全、可靠,全方位改善配电系统。传统配电一般是单体设备无法跟系统联动,往往需要增加仪器仪表监控,即使实现了设备监控,仍然缺乏控制,很难进行设备管理。基于物联网技术,可以将所有配电设备连接至平台,在平台上实现控制。

2)赋能碳中和。现在配电元器件在配电网络中的一个主要环节是可以监测回路中电压电流状况,也就是实现电能全过程监控,并且精确统计到单个设备能耗,能源建模和分析,提出电能优化建议,通过技术赋能优化能效,向碳中和迈进。也就是结合用电趋势和产能,甚至用电波峰、波谷,结合储能实现削峰填谷。

3)配网智能化。传统配电网比较复杂的发展方向是能源管理信息化、设备与平台的自动化控制、现场运行预警、自检自愈、运营更安全、工作更高效、运行更可靠、系统运行风险全掌握。原来大的配电房往往需要人工去巡检,巡检过程中往往只能看到表面,如果仪器仪表并没有报警,就无法感受内部状态,尤其对开关设备来说。实现配网智能化之后,设备可以提前预警,比如电流过高会向平台发布预警信号,同时如果内部温度过高,也会发送信号,让平台知道这些信息。

4)设备健康管理。现在配电元器件里都配备高精密传感器,可以将所有数据采集起来,深度智能化分析设备健康状态、设备预警的专业流程,并通过专家远程诊断,给予用户用电系统的优化建议。简单地说现在设备都配备高精密传感器,能预感自己的健康状态,欠佳的时候就给平台发送信息。

要实现以上四个发展趋势,需要结合两个分析,第一个是低压元器件,第二个是平台管理。

 

TYT FUTURE智能云平台

    智能配电云平台主要分为几个部分。第一部分所有信息来源于设备层,电压、电流、电能、温度等信息,从中央切换开关、变压器到低压微型断路器等一系列产品,都能实现智能化功能,然后通过网络层,比如最基础的RS485、蓝牙等和平台层相连,同时结合应用层实现智能化配电管理。

    智能化配电和现有配电有什么差异?第一无须外接仪表。现在的配电往往通过外接互感器方式,通过仪器仪表监测现场电压、电流等信息,施工现场接线多、设备更多,出现问题不方便查找。实现配电智能化以后接线、安装更方便,节省工时,排查问题也更加方便;第二设备自我诊断。智能化配电可以自我监测,其内部已经配备温度传感器,能够检查设备内部温度,提前预警、提前干预,更好地保证配电完整性,同时可以进行寿命预测,到一定程度的时候提示客户更换器件;第三远程分合控制。配合配电云平台,实现断电测量节能,同时可以远程合闸,节省人工。

    把数据上传云端,是不是存在安全性问题呢?首先可以进行数据加密,不仅在硬件传输,现在网络数据传输也是有加密的,设计动态变量,校准正确的时候去分析、接收;同时有防火墙,检测外部侵扰,屏蔽信息输出输入;另外有数据备份,便于查找历史数据。

    云平台的功能包括主页总揽、多项目地定位、设备状态监控、能效情况分析、用电趋势报表、智能故障报警和智能运维工单。

    电能质量监测不仅针对电流电压,还可以进行深度分析,比如电流漩涡、电压不平衡、剩余电压和末端电弧等,过滤质量风险,准确设定优先级,规划预警改进措施。

    能效管理方面,数字化配电系统可以对能耗、能效、能质了然于心。监测电压、电流、有无功、能耗等实时状态,分时段、设备了解用能趋势,差异对比,各区域用能动态实时把控;分析峰平谷电费、电能投入与产出比效率,指导优化用电管理,达到节能减排目标,进行用能效率及异挖掘建议;针对功率因数、谐波等电能质量分析,帮助客户判断负载电能质量,助力改善提升。

 

云配电产品

    1)智能变压器。不仅监测油温、油压、油位等一系列信息,同时配备联网设备,把数据上传至平台。智能变压器具有高过载能力、高智能化、高电能质量、高环保性和高可靠性。

    2)物联网框架断路器。自诊断及自愈功能:过热保护,微机自诊断;采样参数自我校准,保护更精准;互感器/脱扣线圈断线自诊断;全系统温度监测。全新设计理念:专利立式插刀结构,整体温升降低20% ;U型静触头设计,灭弧能力强;高精度互感器,精准计量。轻松智慧互联 :支持无线及有线通信;蓝牙本地通信;NFC断电故障查询;扩展Zigbee、LoRa、NB-loT、WIFI等无线组网。优良应用性能:新外观,新材料,全系列环保;MCR及HSISC多重保护功能;触头当量寿命分析;-40~+70℃严酷工作环境。

    3)物联网塑壳断路器。除具备物联网框架断路器的功能外,同时可以对当量预估,内部有温度传感器实现适时预警,同时支持蓝牙、WIFI甚至HPLC电力载波,在屏蔽盒子里也能传输数据。

    4)物联网双电源转换开关。有电机负荷保护等一系列功能,同时也支持温度监测,温度正常时显示绿色,快接近告警温度黄灯亮,超出预警温度红灯亮,同时支持多种联网方式,比如蓝牙,无缝接入TYT FUTURE智能云平台。

    5)物联网微型断路器(MB3)。微型断路器不仅能实现电压电流监测,同时还配备电动操动机构;不仅能监测电流质量,同时可以根据客户需求,比如校园或者建筑楼里,自动断电。时刻监测电能质量,对于漏电、内部温度适时监测,出现异常会上报平台,同时联网方式比较多,通过4G、蓝牙等一系列联网方式,也支持开放式的通信协议,可以连接客户平台。

   

    应用案例

    1)上海某中心配备数字化元器件、元配电,能保证现场7×24h连续性供电,主动运维管理,降低运维的成本,能保证客户99.9%的供电可靠性,同时降低15%的运维成本。另外,能够发现配电系统潜在隐患,提升配电系统可靠性和可用性,完善能耗成本管理体系,实现PUE监测,助力打造绿色透明的数据中心。

    2)重庆某供电局台区应用现场,配备智能塑壳断路器,可以监测现场低压电流数据,出现故障的时候,这个断路器还能实现远程合闸,节省人力到现场。(编辑整理:朱金凤)