智慧配电系统改造方案

宫政伟 林 海 朱 佳

（1.沈阳安瑞信电气有限公司，沈阳 110159；2.吉林建筑大学，长春 130118）

在全球范围内，新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，日益成为新工业革命的关键支撑和深化“互联网+先进制造业”的重要基石，对未来工业发展产生了全方位、深层次以及革命性影响。国务院印发《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，四川省人民政府办公厅印发《四川省人民政府关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的实施意见》。在这样的背景下，丰谷酒业为响应国家关于建设工业互联网的号召，向“两化融合”“先进制造业”迈进。现阶段需解决企业能源系统监管疏松、能源数据利用率低、企业高低压配电房仍设有专人值守、用能数据仍然靠人工抄表完成、难以开展成本核算以及人力成本高等问题，实现精细化能源管理。

1 通过智慧配电改造实现

1.1 实现配电房无人值守

实时监控企业配电设备用能情况，以便实时诊断设备运行状况。

1.2 实现远程抄录计量表计数据

分析企业的用能情况，帮助其进行成本核算，提供员工绩效考核数据依据。

1.3 实现配电设备的物联管理，挖掘数据价值，提升数据处理效率

提高企业对能源的现代化管理水平，使企业用能更加安全、高效和经济，最终解决传统用能管理粗放问题，实现精益化管理，在保障企业用能安全的同时降低企业用能成本，创造经济价值。

2 项目概况

该酒业分为3个厂区。第一厂区配备有一台容量1 000 kVA和一台容量500 kVA的变压器,皆为干式变压器，其中500 kVA的目前停用。第二厂区配备有一台1 600 kVA的干式变压器，供给整个厂区的生产生活用电。整体设计体量较大，现场勘察变压器处于低负载运行状态，已按照当地电力局规范采取需量缴费，但缺少实时数据监控合理管控基本电费缴费措施。第三厂区配备有两台1 600 kVA的干式变压器供给生产用电，其中一台目前已暂时停用，还有一台1 250 kVA的干式变压器供给生活用电。第三厂区配电房设备是老式陈旧设备且没有485及其他通信接口，企业需要做配电房无人值守，因此需要在高低压柜内安装智能电表及配套采集设备，做到二级采集。

3 项目实施

第一厂区和第二厂区的配电房设备都是新式设备，各配电柜上仪表均带有RS-485通信接口。通过RS-485通信接口，可将仪表数据接入我方数据采集器，通过智能网关将采集到的数据上传至云平台。将3个厂区内特殊设备的断路器更换为智能塑壳断路器，可实现中控室和云平台实时监控设备的供电情况和运行状态，并实现中控室和云平台智能塑壳断路器远程分合控制。

4 系统组成及相关功能

4.1 数据采集层

通过智能仪表完成电流、电压、电量以及功率因数等电量参数的采集工作。通过智能塑壳断路器实现所控回路的电流、电压、温度、漏电、电量以及功率因数等用电信息的采集[1]。

4.2 数据通信层

将智能仪表和智能塑壳断路器采集到的电量信息和设备运行数据通过智能电网传输至云平台。通常采用互联网、4G设备进行配电监控数据的实时传输。

4.3 系统性能

智慧配电系统具有管理的先进性，可帮助客户实现利益最大化，实现综合能源利用最大化、资产管理最大化、运营管理最大化[2]。它可以从企业用电痛点出发，解决客户电能综合管理问题。系统可实现故障预警、故障设备定位、电量峰谷平统计、值班管理、巡视管理以及抢修管理等运维流程过程工单的管控。

4.4 系统的稳定持续性

系统能够实现24 h持续可用，可在选定时间内进行系统维护。数据刷新周期短，速度快。支持无限期pB级别数据储存，数据刷新频率10 s[3]。系统能够保证在高负荷状态下能提供不间断的可靠服务，运行稳定，不存在内存泄露情况。

4.5 系统的扩容功能

智慧配电系统具备良好的功能扩展性。系统功能模块扩展不会影响现有功能和结构，支持工厂能耗系统无缝对接和分布式能源系统接入。

4.6 提供运行监控功能

针对酒业情况，系统的运行功能可监控3个厂区变压器。高低压配电室各个监测点进行监控，实现配电房无人值守，细节化、立体化数据监管，助力企业高效管理，参与国家工业互联网进程，向“两化融合”迈进。

4.7 设备巡视

设备巡视具有巡视周期设定、巡视任务单、巡视报告、人员巡视情况、用电单位巡视情况等功能。巡视周期设定能对不同的用电单位设定对应的工作人员，并对不同的巡视周期进行查询。

4.8 提供抢修管理功能

依据存在的故障情况，派发抢修工单，编辑用电单位、工单编号、业务来源、紧急程度等各项具体内容。依据抢修工单，工作人员完成对应的抢修任务，将过程信息完善记录归档，也便于工作考核。

4.9 用电分析功能

对于酒业对配电房无人值守、数据分析和价值利用、企业能源工业互联网基础建设的需求，平台的统计分析功能完全满足所需。平台统计分析功能包括用电结构分析、用电数据分析、用电优化建议、运维工作报告和设备统计。

4.10 单位电量统计

可以选择用电单位、时间间隔、日期以及统计方式查询指定厂区的电量统计结果，根据各地供电售价目录进行测算，体现数据的经济价值。也可从数据展示中看出各时段用户的用电结构，分析用户生产规律。

4.11 设备电量统计

可以查询每一个设备的用电情况，分析该设备各时段占比以及平均电价。

5 结语

通过此次酒业智慧配电系统项目的改造，可达到客户用电设备集中管理、设备实时在线监测以及各厂区电量统计的预期要求。管理方面，通过智慧配电系统采集智能仪表和智能断路器的供配电数据，实现了对整个厂区的供电设备进行集中管理。运维方面，通过智慧配电系统减轻了维修人员日常安全检查、电费抄报等工作，实现了设备故障定位，为企业节约了大量的运维成本。统计方面，通过智慧配电系统对各分厂进行用电区域的峰、谷、平电量统计分析，可根据电量信息计算各时段的运营成本。