高校电力保障系统的优化

项文忠 沈海军 张 松 王 波 蒋鑫磊

上海交通大学

1 前言

高校用电量随着科研、教学规模的不断扩大，以及全校师生生活质量的提升，呈现持续的增涨。如何落实市政府节能减排的要求，强化管理力度，已成当务之急。随着技术的进步倒逼供电设施及电力管理智能化技术和设备的更新升级，建立一套完善的智能化管理系统迫在眉睫。为探究在学校原有的供电系统基础上建立一套高效、安全可靠的电力保障系统，已成为学校和动力管理部门的重要工作。本文阐述了高校供电系统现状，对供电环节普遍存在的问题展开分析，并结合电力保障系统近十年来的建设、改造优化和提升管理等措施。

2 供电系统现状分析

（1）变电站供电设施局部存在老化，从供（配、送）电所，变电站到各个用电终端，相关设备、线路陈旧老化，很难避免因线路故障引起的突发停电现象，严重影响正常的教学、科研秩序，在停电过程中容易造成科研数据丢失和设备的损坏。

（2）学生公寓用电管理基本采用限功率和定额收费等手段，由于学生对安全用电、节能用电的理念和意识认识不同，自律能力也各不相同，因此在安全用电上存在一定的隐患，特别是动手能力强，自律能力差的学生会出现擅自拉线，违规使用学生宿舍禁用的大功率电器等，导致起火等安全事故时有发生。

（3）高校校园面积和建筑面积普遍较多，通常在校区内采用多个变电站区域性供电的模式，易造成供电不平衡状况。

（4）功率因数有测定，且未进行有效调节和控制。

（5）职工技能知识面的不足，是最大的问题，动力管理部门是学校后勤的一部分，随着老职工的大量退休，在职编制的局限和外聘人员的介入，员工技能的整体水平不升反降。

3 改造后的供电系统实现智能化管理

鉴于高校供电系统普遍存在的问题，上海交通大学在学校管理层的重视下，通过对原有变电所的改造，已基本建设成为网络稳定、运行安全、电能质量上乘的供电系统。上海交大供电系统建设和管理坚持两手抓，在基础建设中加大硬件设施的投入和改造力度，投入了大量的精力、物力和资金，提高供电配电的智能化、自动化程度，运用编程程序化微机系统实现实时监控供电运行状态，同时报警启动预警措施等全程数据采集、储存和存档。系统具备对采集数据的分析和挖掘功能，为节电控制、合理用能和今后电力节能改造，提供决策依据。

4 供电系统智能化改造的动力和措施

4.1 学校重视、领导支持是工作的最大动力

上海交大建校120多年，供电系统设施的使用时间相对其他高校更长，尽管学校在管理上从未松懈过，但之前由于设施网络的逐渐老化，监控技术更新的局限，以及用户个人违章用电的行为等，学校供电系统的安全隐患和事故还是确实存在和时有发生，给学校正常的教学、科研、生产和生活次序带来一定的影响，对此情况学校领导给予高度的重视，责成动力部门采取积极有效的措施。为确保上海交通大学供电保障，学校每年投入了相当的资金进行必要的技术改造和设施提升。由于学校的重视和支持，动力部门的工作动力倍增，连续多年，坚持不懈，在取得成绩的同时，为学校供电系统的全面提升共同做出了努力。

4.2 建设学习型的班组，全面提升动力工程部员工的工作责任和技术能力

学校供电系统保障能力的提升，除了设备、设施、技术的改造和提升外，日常运行规范管理更重要。随着技术的飞速发展，供电系统的智能化控制也在不断提高。因此，供电系统的管理和工作人员，不仅需要掌握电学方面的知识、供电系统工作原理和常规的操作，还需要计算机系统和信息的基本操作，并具备对采集到的基础数据分析和判断问题的能力，形成各级管理部门所需的决策信息。如果不能做到和突破数据转换成信息的关键工作，即使有最大的投入和功能最齐全的信息系统还是不能发挥作用。针对高校后勤职工整体知识结构的局限性，面临学校供电系统保障提升的需要，不断学习、提高相关员工的基本技能是必然趋势。信息化不仅改变了工作环境，而且改变了工作方式。因此，供电管理人员需要提高认识，明确供电管理岗位职责，掌握数据处理，供电信息融入日常工作岗位考核中，并且提高信息工作考核力度。通过平时自身学习和努力，通过请进来，走出去，利用交大自身的优势，请教授、专家和老职工进行帮带。此外，动力部门有计划地组织职工分批参加相关的培训，为员工的技能和知识的提升，提供必要的条件。通过实际工作的磨练，员工的整体工作能力和技术水平得到很大的提高，为上海交通大学供电智能化系统的建设作出卓越的贡献。

5 供电智能化系统的主要功能

上海交通大学供电智能化管理系统，是一套由云数据平台，计算机、光纤网络系统、可编程序控制器、智能继电保护装置、智能电量表、大屏显示器、网络摄像等设备组成，通过通讯媒体所组成的分层分布式监控系统。其主要功能是对校内电网变电站、路灯系统正常运行和事故预警情况下的生产过程进行实时监控。具有大屏幕显示、报表打印、越限/事故报警、时间顺序/事故追忆记录、设备维修/实时台账、接收继电保护数据信息、完成站内自动控制等功能。完成电网内所有开关柜的保护动作、遥信、遥测、遥调功能；完成一级供电端所有状态的监视。并与显示大屏通讯，将系统的主要信息显示在大屏上。从而进行对变电所、路灯的运行情况及实时数据进行监控和控制（遥测、遥信、遥调等）操作。系统主要分为三大部分：电力监控系统，路灯控制系统，综合应用服务、监视、门禁系统。

（1）电力监控系统（图1）

电力监控系统主要对交大各个变电站进行有效的监控管理，有以下几个功能：

1）现场参数监控：对高低压进出线数据进行监控，存储。并对跳闸等事故进行记录，管理。

2）事故报警：对现场发生事故及时报警告知，并对变压器超温或高温故障报警，提醒值班人员于第一时间处理故障。

3）曲线分析：对各个回路的电压、电流、功率因素、功率、能耗等数据进行曲线分析，用于供电网络的建设和改造的决策管理。

4）报表输出：根据校园用电要求及数据分析的需求，提供各种电能参数报表。

5）远程抄表：直接在监控主机上抄取需要的电能数据。

图1 电力监控系统

6）负荷分析：对负载进行有效的能耗管理分析。

（2）灯控系统（图2）

1）自动控制：对各个室内外路灯控制箱，按照学校要求设定时间等多参数自动开关。

2）现场监控：对校区内所有路灯的开关状态进行监控，实时调整和监控路灯的开启关闭时间段及PLC运行状态。

3）远程操控：用监控主机实时监控画面上的路灯，进行远程控制。

4）故障报警：PLC故障，对路灯各分路开关的分合闸故障进行报警告示

5）运行时间等多参数操作的变更设定：对路灯的运行时间进行更改

6）远程管理：监控主机对所有PLC进行远程管理，设定路灯的开启与关闭时间，提高路灯的利用率。

（3）综合应用系统服务器（图3）

1）模拟屏显示及输出：电网系统模拟屏的全览及输出。

2）报表曲线功能：对电网规划及改造的数据进行电能曲线报表功能输出。

3）网络通讯状态：监视各个网络环节的通讯状态。

4）其他备用功能：无限扩展并嫁接能源管理系统的其它应用功能。

5）其他数据接口：开放底层数据，以TCP/IP接口转发。

6 结束语

图2 灯控系统

图3 综合应用系统服务器

上海交大供电管理是后勤管理中的重要组成部分，学校领导十分关注供电系统建设与改造，供电设施不断更新，全面趋向运行智能化和管理信息化方向发展。上海交大在供电管理信息系统构建方面的全面提升，作了有益的尝试，取得了可喜的成果。 构建的供电管理信息系统部分功能为提高管理水平，加强节能增效发挥了积极的作用。其关键的三个因素：（1）学校领导的重视和投入是关键；（2）依托高校自身的科技优势，充分发挥员工的积极性，形成学习型不断提升和超越自我的团队是基本保障；（3）选择适合学校动力管理实际需求的技术和设备，设定贴切控制要求和运行需求的功能 ，把技术改造真正落实到学校动力保障是根本目标。

[1]裴祥友, 聂彦美，高校后勤学生公寓供电有智能化管理， 高校后勤研究，2004（5）， 49-50;

[2] 王强，鲁萍，谷雅玮，高校电力建设精细化管理研究，高校后勤研究，2014（5），18-19；

[3] 刘秋生，金海燕，高校供电管理信息系统构建_，电气时空，2008（1），45-46；