智能低压配电系统的分析及实现

摘 要 对智能低压配电系统发展过程中的几个时期关键技术特点进行了分析，阐述了关键节点技术实现的方法和智能低压配电系统应用的范围，指出了智能低压配电系统向着更加环保的、更加节能、更加智能化的方向发展。

关键词 智能；低压配电系统；分析

中图分类号：TM642 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-042-01

近年来，随着电子技术的发展，传统的低压配电系统被赋予了更多的功能，随着智能电网建设步伐的加快推进，智能低压配电系统由于具有自动化的远程控制、即时信息反馈、便于维护等功能，在稳定性、可靠性、经济性等方面比传统的低压配电系统有着明显的优势，得到了快速的发展。在国家提倡环保、节能减排的号召下，人们纷纷追求提高能源的利用率。简单易用，实用性强、智能化的低压配电系统具有广泛的市场前景。

20世纪80年代以前，我国的传统低压配电系统主要有两种。一种是本地控制低压配电系统，该系统没有现场总线，不具备远程控制功能，主要由系统主机，控制箱和开关柜等三部分组成，系统主机通过对开关量的数据收集和模拟信号，决定开关量的输出，开关柜中拥有断路器等开关器件和电能表等测量器件构成，完成数字信息和模拟信号的输送至控制箱和系统主机。系统主机加装工控机控制软件实现对现场开关的状态监控。该系统对人在现场的依赖相当强，一旦发生故障，技术员需在现场才可以操作。适合于简单的低压配电系统，例如小学配电系统、中学宿舍区配电系统等，相比较于其他低压配电系统成本比较低。

第二种有现场总线、有本地控制和远程控制的低压配电系统。分为硬件系统和软件系统两部分。硬件系统主要包含系统主机、通信网络设备、智能元器件和各个配电柜组成。通信网络设备负责软件系统和智能元器件之间的通信连接。主要包括现场总线、工业以太网、双绞线、光纤、GPRS无线等，智能元器件指安装在现场的配电开关柜及其内部的智能化元器件。智能化元器件通过采集数据、形成模拟信号，通过通信接口与远方的监控主机进行双向通信，达到远程监控的效果，主要指断路器、电力仪表（如电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能、谐波等电力参数的测量仪器）、电动机保护器、I/O模块等；软件系统主要指用于监控用途的软件，该软件一般可以根据客户需求进行定制，以满足客户的多样化需求，主要包括系统软件、监控主机、打印机、UPS等。

系统主机负责数据的收集和处理以及远程控制命令的发出。通信网络设备可以完成现场总线和系统主机之间的数据交换。配电开关柜中加入带总线通信节点的智能化测量、控制和开关器件，模块化的设计，使得系统的扩容升级变得更加方便和简单，也使得远程控制范围和距离扩大了。广泛应用于中学生活区低压配电系统、建筑组团生活区低压配电系统等。

20世纪80年代至90年代初，PLC技术的发展，推动了可编程控制器的发展，实现了配电装置的远程控制与操作，80年代后期，甚至出现的微机计算机技术实现了集中检测与控制功能，可对馈电主保护断路器进行远距离操作，对各回路电压、电流、有功电量和无功电量等元器件进行检测，实现了遥测、遥控的功能，但是远程通讯和远程调节的智能化水平还待进一步发展。

20世纪90年代以来，随着计算机技术、网络通讯技术、电力电子技术的更新速度加快，促进了自动化控制技术的飞速发展。全数字交流、直流控制产品和PLC技术在功能上越来月全，性能上越来越趋稳定，成本越来越低。微电子技术从8位机发展到32位机和多机运行，更新换代时间越来越短，有些一两年就换一代。元器件的飞速发展，极大提高了低压配电系统的智能化水平，测量、变换、保护、控制等功能不断得到完善，水平不断提高。低压配电管理系统正向着智能化、模块化、组合化、高性能和小型化的方向发展。特别是为了保障2010年广州亚运会的成功举办，采用的低压配电系统已经实现了较高智能化水平，通用分组无线服务技术（GPRS）扩展功能模块解决超远程信息接入的问题。这些系统的主要特点是具备了现场总线、本地控制和远程控制、实现了超远距离通信的功能。该系统通过有线网络和无线网络传递低压开关柜的相关数据至监控中心，监控中心通过有线网络和无线网络下达指令至低压开关柜，可以实现远程无人值守，实现全面的集中监控。特别是无线网络的应用，为随时随地接入系统提供了可能，突破了系统接入地点的限制。该系统可以广泛应用于通信数据量大、配电要求高、配电管理水平高、系统庞大的楼宇配电系统。

随着时代的发展，用户的需求也越来越高，低压配电元器件和设备向着一体化、集成化发展，以缩减配电系统设备占用的空间，如何设计出更加环保的、更加节能的、更加适合的，更加稳定的、更加人性化的、性价比相宜的、提供量身定做的符合客户现在情况并符合客户可持续发展空间的智能低压配电系统，以最少的电能对电能资源进行智能的最优化的配置管理，最终实现提高智能低压配电系统的升级换代。

参考文献

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