摘要：在構(gòu)建智能水務和“雙碳"時代的背景下，智能配電系統(tǒng)在水務行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文首先回顧了水務行業(yè)智能配電系統(tǒng)的發(fā)展歷程，分析了其應用現(xiàn)狀，進而展望了水務行業(yè)智能配電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

關鍵字：智能配電系統(tǒng)；水務；現(xiàn)狀；趨勢；

引言

隨著技術的進步和用戶需求的提高，智能配電是一個新概念。智能配電系統(tǒng)在常規(guī)配電系統(tǒng)中應用智能手段，不僅有助于提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，提高能源利用效率，還有助于提高用戶的管理水平。本文首先探討了智能配電系統(tǒng)的起源和定義，分析了其組成要素、結(jié)構(gòu)和功能。然后回顧了智能配電在水務行業(yè)不同階段的應用。最后，分析和討論了智能配電系統(tǒng)在水務行業(yè)的發(fā)展方向和亟待解決的問題。

一智能化配電系統(tǒng)的起源及定義

2003年6月，“智能電網(wǎng)"一詞shou次出現(xiàn)在美國“未來能源聯(lián)盟智能電網(wǎng)工作組"發(fā)布的報告中。該報告將智能電網(wǎng)定義為“性能更完善、能為用戶提供一系列增值服務的傳統(tǒng)現(xiàn)代電力工程技術、高級傳感監(jiān)控技術、信息通信技術的輸配電系統(tǒng)"。⑴。雖然我國對智能電網(wǎng)的研究起步相對較晚，但推進速度非?？臁＿@一智能變革逐漸從輸配電網(wǎng)擴展到用戶端，從高壓配電系統(tǒng)擴展到低壓配電系統(tǒng)。雖然目前國內(nèi)還沒有quan威明確的定義智能配電系統(tǒng)，各種文獻和集成商的表述也不盡相同，但通過總結(jié)和整理，我們可以發(fā)現(xiàn)它在構(gòu)成要素和特征、基本結(jié)構(gòu)和功能上的相似性。

1智能化配電系統(tǒng)的組成要素及特點

智能配電系統(tǒng)與傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的區(qū)別在于它的智能化。所謂智能化，是指具有感知能力、記憶能力和思維能力、學習能力和自適應能力、行為決策能力。在傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的基礎上，智能配電系統(tǒng)集成了計算機、網(wǎng)絡、通信、信息、傳感、自動控制、電力電子等領域的先進技術，具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、融合化的特點。智能硬件和軟件產(chǎn)品是智能配電系統(tǒng)的基本要素。

2智能化配電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

雖然智能配電系統(tǒng)的描述和配置不同，但智能配電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)大致相同，由底層智能設備層和上層監(jiān)控管理層組成。近年來，隨著網(wǎng)絡技術和大數(shù)據(jù)的應用，云應用層增加了。

智能化設備層；監(jiān)控管理層；云應用層；通信網(wǎng)絡

二智能配電系統(tǒng)在水努行業(yè)的發(fā)展歷程和趨勢

1水務行業(yè)智能配電系統(tǒng)的發(fā)展歷程

水務是城市基礎設施的重要組成部分，直接影響城市能否正常運行。電力供應是否可靠穩(wěn)定是影響水務行業(yè)運行的關鍵。

在傳統(tǒng)的配電方式下，水務行業(yè)電氣系統(tǒng)的運行和維護主要取決于操作人員的專業(yè)水平和責任感。憑借操作人員的日常檢查(設備外觀和儀器讀數(shù))、耳聽(設備異響)、鼻臭(焦臭)、手掃(掃描溫度)，工作量大，很難發(fā)現(xiàn)潛在的隱患。如果管理不足，如缺乏原始數(shù)據(jù)、未備案調(diào)整、臺賬不清、人員更換等。，電氣系統(tǒng)的實際情況就像一個盲點，存在很大的安全隱患。

2000年前后，高壓系統(tǒng)微機繼電保護和多功能電力儀表的出現(xiàn)打破了高壓系統(tǒng)二次電路長期以來由各種繼電器構(gòu)建的做法，上傳電量參數(shù)只能通過互感器安裝變送器。

開關柜上安裝了10kV~35kV配電系統(tǒng)的微機繼電保護裝置和多功能電力儀表。通過通信與后臺監(jiān)控系統(tǒng)連接，可以顯示電氣參數(shù)和斷路器的分/關狀態(tài)，調(diào)整設置各種保護值，控制斷路器的分/關等。，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的遙測、遙信、遙控和遙控，即“四遙"。高壓配電系統(tǒng)具有基本的智能元素，具有智能設備層和監(jiān)控管理層的結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)能效管理和電能質(zhì)量管理的基本功能。

在0.4kV級低壓配電系統(tǒng)中，多功能電力儀表采集的數(shù)據(jù)通常上傳到高壓監(jiān)控系統(tǒng)后臺或水務企業(yè)的中控室上位機，僅用于顯示和生成報表，未形成低壓智能配電系統(tǒng)。

然而，與傳統(tǒng)常規(guī)系統(tǒng)相比，此時的配電系統(tǒng)有了很大的進步，不僅避免了操作人員日常抄表的繁重工作，而且有助于及時發(fā)現(xiàn)問題，事故發(fā)生后做出準確的判斷。

2010年后，基于多功能電力儀表的能源管理系統(tǒng)逐漸應用于水務行業(yè)。這種系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、顯示、打印、簡單的數(shù)據(jù)分類管理和分析等功能。這種系統(tǒng)強調(diào)可視化，分析和處理數(shù)據(jù)的能力低，只能算是低級智能系統(tǒng)。

此后，為了實現(xiàn)低壓系統(tǒng)的遙控，基于PLC的低壓智能配電系統(tǒng)應運而生。也就是說，在安裝多功能電力儀表的基礎上，低壓斷路器安裝電動操作，通過硬接線與PLC連接，通過軟件實現(xiàn)斷路器的遠程開關，可以通過上位機控制。這種系統(tǒng)實現(xiàn)了水務行業(yè)遠程站的無人值守，大大降低了人工成本。但存在接線量大、故障率高、維修難度大等問題，僅適用于邏輯關系簡單的小規(guī)模系統(tǒng)。

2水務工業(yè)中智能配電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

由于廠家擅長的領域不同，水務行業(yè)配電系統(tǒng)智能化，主要有以下幾種：

多功能電表型；微機繼電保護型；低壓電氣元件型；開關柜型；全產(chǎn)品線型；

三水務行業(yè)智能配電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

近年來，隨著外部條件日益復雜、出水指標不斷提高、運營成本壓力加大、人員老化等問題，原有的粗放式管理模式難以應對，水務行業(yè)急需向精細化管理轉(zhuǎn)變。2020年8月，國務院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會發(fā)布《關于加快國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的通知》，要求加快國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型?！笆奈?規(guī)劃提出，通過推進智慧城市建設，推進公用設施等物聯(lián)網(wǎng)應用和智能化改造，構(gòu)建智慧水利體系。在國家政策的大力推進和水務行業(yè)的大力推進下，

隨著技術的進步和用戶概念的更新，智能配電系統(tǒng)的深度、廣度和智能化程度不斷擴大和升級。在智能設備層面，智能產(chǎn)品的種類越來越多，智能化程度越來越高，具有互聯(lián)互通特性的產(chǎn)品層出不窮。例如，智能控制器、智能測溫母線等?？梢酝ㄟ^使用無線傳感技術和具有智能測溫功能的真空斷路器來判斷電容器容量的衰減，并實現(xiàn)超閾值的及時切除。智能設備層的擴展和深化不僅為監(jiān)控管理層提供了更豐富的信息，而且具有更強的執(zhí)行力。

在監(jiān)控管理層，出現(xiàn)了智能泵控系統(tǒng)、曝氣控制、加藥控制等更多節(jié)能降耗軟件產(chǎn)品，實現(xiàn)了節(jié)能與工藝控制的結(jié)合。監(jiān)控平臺還整合了企業(yè)的電、水、熱、氣、藥等監(jiān)控數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了圖片的全局，為智能水務平臺的建設提供了可靠的技術支持。

云端出現(xiàn)了更多的分析和應用增值服務。因特網(wǎng)也從因特網(wǎng)發(fā)展到物聯(lián)網(wǎng)。

智能化有三個關鍵因素:數(shù)據(jù)、計算能力和算法。隨著智能設備層的發(fā)展，底層數(shù)據(jù)的收集不再是障礙；隨著計算機技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，計算能力不再是問題；只有智能核心算法需要長期大量投資，不開放，進展相對緩慢。可以預見，未來廠商在智能配電系統(tǒng)上的競爭將集中在算法上，這也是反映智能配電系統(tǒng)價值的關鍵。

水務行業(yè)智能配電系統(tǒng)的發(fā)展還有一個值得關注的問題:數(shù)據(jù)安全。水務行業(yè)的數(shù)據(jù)比較敏感，對數(shù)據(jù)安全要求比較高。如何保證未來的數(shù)據(jù)安全，打消用戶的疑慮，將是廠商需要努力解決的問題。

在“雙碳"目標的驅(qū)動下，減碳將成為水行業(yè)的重中之重。對于水行業(yè)來說，一方面要充分利用新能源，另一方面要深入挖掘企業(yè)自身的節(jié)能潛力。光伏和生物質(zhì)能(沼氣)是水行業(yè)容易獲得的清潔能源。相應地，智能配電系統(tǒng)需要滿足新能源接入和微網(wǎng)運行的需求。水行業(yè)智能配電改造的運行實踐證明，智能配電在節(jié)能降耗方面具有很大優(yōu)勢。未來，有必要深入挖掘數(shù)據(jù)價值，幫助用戶進一步深化和細化工作，提高能源利用效率。

三AcrelEMS-SW智能水務能效管理平臺

從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺，安科瑞電氣擁有產(chǎn)品體系，AcrelEMS-SW智能水務能效管理平臺通過安裝保護、監(jiān)控、分析和處理污水廠源、網(wǎng)絡、荷載、儲存和充電的關鍵節(jié)點，監(jiān)測污水廠的總能耗和能耗強度，監(jiān)測能源設備的能效，保護污水廠的可靠運行，提高污水廠的能效，為污水處理的能效管理提供科學精細的解決方案。

AcrelEMS智能水務綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動化系統(tǒng)、電力監(jiān)控和能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋水務中壓變配電系統(tǒng)、電氣、應急電源、能源管理、照明控制、設備運維等。，幫助運維管理人員通過一套平臺和一個APP實時了解水務配電系統(tǒng)的運行情況，并根據(jù)權(quán)限適用于水務后勤部門的管理需求。

四平臺子系統(tǒng)

1變電站綜合自動化系統(tǒng)及電力監(jiān)控；電能質(zhì)量監(jiān)測與治理；電動機管理；能耗管理；智能照明控制；電氣

2產(chǎn)品清單

五結(jié)語

數(shù)字化、低碳雙轉(zhuǎn)型背景下，研究智能配電系統(tǒng)在水務行業(yè)的應用，分析其存在的問題和發(fā)展趨勢，對于水提高務行業(yè)能源利用水平、管理水平具有重要意義。智能配電系統(tǒng)在水務行業(yè)的應用雖然取得一些成績，但依然明顯落后于時代發(fā)展的要求，需要產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)，工程投資、設計、建設、運營各方的推動與支持，促進智能配電系統(tǒng)在水務行業(yè)的應用與推廣，為水務行業(yè)的智慧化建設和低碳運行提供有力保障。

參考文獻：

[1]張瑋亞.智能配電系統(tǒng)分區(qū)電壓控制技術的研究[D].天津大學,2015.

[2]徐進.智能配電系統(tǒng)在水務行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版