浅谈智能配电系统在水务行业的应用

摘要：在构建智能水务和“双碳"时代的背景下，智能配电系统在水务行业中发挥着越来越重要的作用。本文首先回顾了水务行业智能配电系统的发展历程，分析了其应用现状，进而展望了水务行业智能配电系统的发展趋势。

关键字：智能配电系统；水务；现状；趋势；

引言

随着技术的进步和用户需求的提高，智能配电是一个新概念。智能配电系统在常规配电系统中应用智能手段，不仅有助于提高系统的安全性和可靠性，提高能源利用效率，还有助于提高用户的管理水平。本文首先探讨了智能配电系统的起源和定义，分析了其组成要素、结构和功能。然后回顾了智能配电在水务行业不同阶段的应用。最后，分析和讨论了智能配电系统在水务行业的发展方向和亟待解决的问题。

一智能化配电系统的起源及定义

2003年6月，“智能电网"一词shou次出现在美国“未来能源联盟智能电网工作组"发布的报告中。该报告将智能电网定义为“性能更完善、能为用户提供一系列增值服务的传统现代电力工程技术、高级传感监控技术、信息通信技术的输配电系统"。⑴。虽然我国对智能电网的研究起步相对较晚，但推进速度非常快。这一智能变革逐渐从输配电网扩展到用户端，从高压配电系统扩展到低压配电系统。虽然目前国内还没有quan威明确的定义智能配电系统，各种文献和集成商的表述也不尽相同，但通过总结和整理，我们可以发现它在构成要素和特征、基本结构和功能上的相似性。

1智能化配电系统的组成要素及特点

智能配电系统与传统配电系统的区别在于它的智能化。所谓智能化，是指具有感知能力、记忆能力和思维能力、学习能力和自适应能力、行为决策能力。在传统配电系统的基础上，智能配电系统集成了计算机、网络、通信、信息、传感、自动控制、电力电子等领域的先进技术，具有数字化、智能化、网络化、融合化的特点。智能硬件和软件产品是智能配电系统的基本要素。

2智能化配电系统的基本结构

虽然智能配电系统的描述和配置不同，但智能配电系统的基本结构大致相同，由底层智能设备层和上层监控管理层组成。近年来，随着网络技术和大数据的应用，云应用层增加了。

智能化设备层；监控管理层；云应用层；通信网络

二智能配电系统在水努行业的发展历程和趋势

1水务行业智能配电系统的发展历程

水务是城市基础设施的重要组成部分，直接影响城市能否正常运行。电力供应是否可靠稳定是影响水务行业运行的关键。

在传统的配电方式下，水务行业电气系统的运行和维护主要取决于操作人员的专业水平和责任感。凭借操作人员的日常检查(设备外观和仪器读数)、耳听(设备异响)、鼻臭(焦臭)、手扫(扫描温度)，工作量大，很难发现潜在的隐患。如果管理不足，如缺乏原始数据、未备案调整、台账不清、人员更换等。，电气系统的实际情况就像一个盲点，存在很大的安全隐患。

2000年前后，高压系统微机继电保护和多功能电力仪表的出现打破了高压系统二次电路长期以来由各种继电器构建的做法，上传电量参数只能通过互感器安装变送器。

开关柜上安装了10kV~35kV配电系统的微机继电保护装置和多功能电力仪表。通过通信与后台监控系统连接，可以显示电气参数和断路器的分/关状态，调整设置各种保护值，控制断路器的分/关等。，从而实现系统的遥测、遥信、遥控和遥控，即“四遥"。高压配电系统具有基本的智能元素，具有智能设备层和监控管理层的结构，可以实现能效管理和电能质量管理的基本功能。

在0.4kV级低压配电系统中，多功能电力仪表采集的数据通常上传到高压监控系统后台或水务企业的中控室上位机，仅用于显示和生成报表，未形成低压智能配电系统。

然而，与传统常规系统相比，此时的配电系统有了很大的进步，不仅避免了操作人员日常抄表的繁重工作，而且有助于及时发现问题，事故发生后做出准确的判断。

2010年后，基于多功能电力仪表的能源管理系统逐渐应用于水务行业。这种系统可以实现数据查询、显示、打印、简单的数据分类管理和分析等功能。这种系统强调可视化，分析和处理数据的能力低，只能算是低级智能系统。

此后，为了实现低压系统的遥控，基于PLC的低压智能配电系统应运而生。也就是说，在安装多功能电力仪表的基础上，低压断路器安装电动操作，通过硬接线与PLC连接，通过软件实现断路器的远程开关，可以通过上位机控制。这种系统实现了水务行业远程站的无人值守，大大降低了人工成本。但存在接线量大、故障率高、维修难度大等问题，仅适用于逻辑关系简单的小规模系统。

2水务工业中智能配电系统的发展现状

由于厂家擅长的领域不同，水务行业配电系统智能化，主要有以下几种：

多功能电表型；微机继电保护型；低压电气元件型；开关柜型；全产品线型；

三水务行业智能配电系统的发展趋势

近年来，随着外部条件日益复杂、出水指标不断提高、运营成本压力加大、人员老化等问题，原有的粗放式管理模式难以应对，水务行业急需向精细化管理转变。2020年8月，国务院国有资产监督管理委员会发布《关于加快国有企业数字化转型的通知》，要求加快国有企业数字化转型。“十四五"规划提出，通过推进智慧城市建设，推进公用设施等物联网应用和智能化改造，构建智慧水利体系。在国家政策的大力推进和水务行业的大力推进下，

随着技术的进步和用户概念的更新，智能配电系统的深度、广度和智能化程度不断扩大和升级。在智能设备层面，智能产品的种类越来越多，智能化程度越来越高，具有互联互通特性的产品层出不穷。例如，智能控制器、智能测温母线等。可以通过使用无线传感技术和具有智能测温功能的真空断路器来判断电容器容量的衰减，并实现超阈值的及时切除。智能设备层的扩展和深化不仅为监控管理层提供了更丰富的信息，而且具有更强的执行力。

在监控管理层，出现了智能泵控系统、曝气控制、加药控制等更多节能降耗软件产品，实现了节能与工艺控制的结合。监控平台还整合了企业的电、水、热、气、药等监控数据，实现了图片的全局，为智能水务平台的建设提供了可靠的技术支持。

云端出现了更多的分析和应用增值服务。因特网也从因特网发展到物联网。

智能化有三个关键因素:数据、计算能力和算法。随着智能设备层的发展，底层数据的收集不再是障碍；随着计算机技术和网络技术的发展，计算能力不再是问题；只有智能核心算法需要长期大量投资，不开放，进展相对缓慢。可以预见，未来厂商在智能配电系统上的竞争将集中在算法上，这也是反映智能配电系统价值的关键。

水务行业智能配电系统的发展还有一个值得关注的问题:数据安全。水务行业的数据比较敏感，对数据安全要求比较高。如何保证未来的数据安全，打消用户的疑虑，将是厂商需要努力解决的问题。

在“双碳"目标的驱动下，减碳将成为水行业的重中之重。对于水行业来说，一方面要充分利用新能源，另一方面要深入挖掘企业自身的节能潜力。光伏和生物质能(沼气)是水行业容易获得的清洁能源。相应地，智能配电系统需要满足新能源接入和微网运行的需求。水行业智能配电改造的运行实践证明，智能配电在节能降耗方面具有很大优势。未来，有必要深入挖掘数据价值，帮助用户进一步深化和细化工作，提高能源利用效率。

三AcrelEMS-SW智能水务能效管理平台

从终端感知、边缘计算到能效管理平台，安科瑞电气拥有产品体系，AcrelEMS-SW智能水务能效管理平台通过安装保护、监控、分析和处理污水厂源、网络、荷载、储存和充电的关键节点，监测污水厂的总能耗和能耗强度，监测能源设备的能效，保护污水厂的可靠运行，提高污水厂的能效，为污水处理的能效管理提供科学精细的解决方案。

AcrelEMS智能水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控和能效管理系统组成，涵盖水务中压变配电系统、电气、应急电源、能源管理、照明控制、设备运维等。，帮助运维管理人员通过一套平台和一个APP实时了解水务配电系统的运行情况，并根据权限适用于水务后勤部门的管理需求。

四平台子系统

1变电站综合自动化系统及电力监控；电能质量监测与治理；电动机管理；能耗管理；智能照明控制；电气

2产品清单

五结语

数字化、低碳双转型背景下，研究智能配电系统在水务行业的应用，分析其存在的问题和发展趋势，对于水提高务行业能源利用水平、管理水平具有重要意义。智能配电系统在水务行业的应用虽然取得一些成绩，但依然明显落后于时代发展的要求，需要产品研发、生产，工程投资、设计、建设、运营各方的推动与支持，促进智能配电系统在水务行业的应用与推广，为水务行业的智慧化建设和低碳运行提供有力保障。

参考文献：

[1]张玮亚.智能配电系统分区电压控制技术的研究[D].天津大学,2015.

[2]徐进.智能配电系统在水务行业的现状及发展趋势

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版