赵丽芳

（温州电力设计有限公司 浙江省温州市 325000）

当前是一个经济全球化时代，我国供配电系统建设工作发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。智能化供配电系统最为重要的三大要素是自动控制、测量以及监视，企业通过科学有效搭建起专业完善的智能化供配电系统，能够帮助自身全面准确掌握了解到供配电系统的运行环境、运行状态以及电力消耗变动等。基于智能化供配电系统运行作用下，还可以更加高效管理所有关联运行设备，充分发挥出各项设备资源的价值作用。与西方发达国家相比较，我国智能化供配电系统设计工作还处于初级发展阶段，还需要培养更多技术人才，引导他们积极参与到智能化供配电建设事业中，贡献出自身最大价值。

1 常见智能化供配电系统设计方案

1.1 PCL（可编程序控制器）和远程I/O组成的监控系统设计

PCL（可编程序控制器）和远程I/O 组成的监控系统核心控制部件是可编程序控制器，该监控系统构成方式按照系统规模、可靠性要求以及监控功能要求可以科学有效划分为很多种，无论是哪种构成方式的智能化监控系统都需要基于可编程序控制器完成对传统供配电柜的智能化与自动化控制管理。企业技术人员要在该供配电管理系统中合理设置好可编程序控制器和远程I/O 功能模块[1]，其能够帮助现场工作人员实时采集获取到断路器及其他运行设备的状态参数，一旦设备出现故障问题会自动发出警报提醒，实现对现场设备的远程控制和自动投切控制。

1.2 PCL（可编程序控制器）和智能监控模块组成的监控系统设计

与上种智能化供配电系统设计方案一样，该系统设计的核心控制部件也是可编程序控制器，技术人员要在该监控系统设计中合理设置好断路器设备，并在其中有效加装电动操作机构。基于现场总线与智能监控模块功能的优化布置设计，能够充分发挥出可编程序控制器的作用，帮助现场工作人员实现对断路器的实时监控管理。

1.3 PLC（可编程序控制器）和带智能脱扣器及通讯口的智能型断路器组成的监控系统设计

在该智能化供配电系统设计方案中，技术人员要注意的是实际选用断路器设备必须确保其是智能型的，能够自身携带好智能脱扣器和通讯接口。可编程序控制器能够基于智能脱扣器和通讯口完成对断路器运行状态和设备故障等信息数据的有效采集，同时还可以发出断路器接通与分断的控制命令。在该系统优化设计过程中，技术人员要确保可编程序控制器与现场监控计算机互联在一起，然后利用计算机网络设备实现人-机的正常交流对话[2]，并且现场计算机设备能够帮助企业做好对设系统设备运行各项数据的实施记录保存，以便后期工作人员的信息查询，采取相关安全故障的防范控制措施。

2 智能化供配电系统的网络结构和监控设备优化设计

2.1 网络结构设计

图1：供配电监控系统的网络结构设计方案

智能化供配电系统实质是指一个局域网系统，其具备良好的全过程控制功能，能够帮助企业更好采集储存管理数据信息，全面提高对电网的管理质量和效率。当前智能化供配电系统的网络结构设计种类主要包括了分布式控制系统、集中式控制系统以及现场总线控制系统等。技术人员要充分认识到智能化供配电系统的网络结构设计水平会决定了整个系统运行的安全稳定性，因此相关工作人员必须认真做好前期规划工作，严格遵循以下几方面原则内容：

（1）采取有效优化设计措施，最大程度减少故障波及面，确保能够实现“危险分散”；

（2）设计集中网络监控功能，达到实时全面监控工作要求；

（3）网络结构设计要与智能化供配电系统建设管理规模相适应，避免不必要的资源投资浪费；

（4）有效提供拓展功能，方便后续系统的扩展操作实现。

在现代企业建设过程中智能化供配电监控系统通常设计采用的网络结构形式具有多层次特点，网络结构主要被划分为3 层，它们分别是集中控制层、管理层以及现场I/O 设备。其中控制层作为整个智能监控系统的控制中心，主要负责对供电系统日常运行的数据信息监测和控制；管理层功能设计应用则主要是负责对各项数据的处理分析和存储管理，方便工作人员的信息对话交流；现场I/O 设备主要负责采集获取各项设备运行状态信号和运行参数等信息[3]，完成对所有相关运行设备的控制操作目标。如图1所示，为供配电监控系统的网络结构设计方案。如果企业本身系统规模设计要求偏小，则可以考虑减去控制层设计工作内容，将该层功能科学有效分散到管理层，只需要增加通信控制器或者网关等设备。

2.2 监控设备搭配设计

2.2.1 现场I/O 设备

在智能化供配电系统设计工作中，监控设备搭配设计极为重要，现场I/O 设备装配设计要求内容主要包括了网络电力仪表、综合保护装置、远程数据采集模块以及电能质量检测装置等。设计人员需按照一层设备进行对应分布式配置I/O 设备，确保现场任何一个I/O 设备都保持独立运行状态，为企业供配电系统提供检测、保护、控制以及通讯交流等功能，帮助工作人员实时采集获取到大量系统运行数据信息，充分掌握了解到系统设备的运行状态，根据故障原因及时采取有效解决措施。工作人员针对现场I/O 设备采用的配置方式主要有两种，一种是分散式配置方式，一种是集中式配置方式[4]。集中式配置方式指的是将现场所有I/O 设备集中配置在监控柜中，其应用优势在于能够实现对监控管理系统和配电柜的分别制造设置，无需复杂操作、协调配合较为简单，并且可以全面提升系统运行的稳定可靠性。集中式配置方式的弊端在于需要工作人员在现场安装大量线路，一定程度增加了员工工作任务量和企业系统设计施工成本。分散式配置方式是通过将现场各项I/O 设备分别安装设置在各个配电柜中，这样就能够组成智能化配电柜。该种配置方式应用优势在于布线任务轻，工作人员只需要在现场正确安装设置通信电缆和监控系统电源线，其不足之处在于系统只能在现场展开调试作业，需要花费较多的调试时间。

2.2.2 控制层

智能化供配电系统中的控制层设计应用主要负责对现场设备运行数据信息的有效采集的安全有效储存，同时基于控制网络实现对各项信息的传递。其作为整个智能化供配电系统的控制核心，组成部分主要包括了控制器和通信总线。控制层控制器设计应用的类型有很多种，设计人员应该根据系统规模要求合理选用控制器，宜采用的控制器有可编程逻辑控制器、直接数字控制器、混合性控制型。就比如，在民用建筑智能化供配电系统设计工作中，如果没有特殊要求工作人员可以直接采用直接数字控制器。控制层通信总线通信协议能够采用的有CP/IP、Meter Bus、BACnet 等。

2.2.3 管理层

在智能化供配电系统设计中，设计人员要确保系统管理层具备以下几个功能：

（1）检测各个子系统对控制命令响应情况，监控整个系统各项设备的运行参数和实际状态；

（2）清晰准确显示和记录各项测量数据、故障报警以及状态等数据信息；

（3）数据信息报表的生成和打印。

管理层作为整个智能化供配电监控系统的监控中心，其设计配置内容主要包括了显示屏幕、计算机服务器、监控软件、打印机、通讯机柜以及电源等设备。不同配置设备有着不同的功能作用，就比如计算机服务器起到的作用是人机对话界面，其设置数量要根据系统规模要求进行明确，如果是当个变电站的小型供配电监控系统设计，那么工作人员只需要合理设置一台监控计算器即可[5]。而如果是针对于多个变电站的中大型供配电监控系统，设计人员则需要合理设置多台计算机监控设备，并安装专业服务器专门负责对所有设备运行数据的处理分析和保存管理。

2.2.4 网络通讯和应用软件

智能化供配电系统设计中的网络通讯指的是实现数据交换各项通讯设备与线路的总称，系统网络通讯设计内容主要涵盖了通讯电缆、以太网关、光纤收发器、交换机等，系统设计人员要结合不同项目实际情况合理设计对应的网络结构，并优化配置现场网络通讯设备和电路，确保能够在最低成本下创造出最大的经济效益。智能化供配电监控系统应用软件主要包括了监控软件、数据采集软件、能源管理软件等，系统设计人员在选用相关专业通用软件时，要综合考虑到以下几方面因素：

（1）能够满足不同楼控系统、调度中心以及上级管理系统等的数据交换和管理要求；

（2）各系统软件操作具有良好的人机界面，基础功能应有尽有；

（3）具有良好开放性的面向不同智能监控设备的通讯驱动程序。

3 智能化供配电系统设计中的节能措施应用

3.1 科学选用变压器

在传统建筑供配电系统设计中，变压器设备每年都会损耗上万至几十万千瓦时的电能资源，这样无疑会增大企业电力支出成本。针对于此，企业技术人员在智能化供配电系统设计中，可以通过科学采取市场上新型节能变压器设备，根据建筑规模用电大小明确变压器容量，促使其负载率维持在0.5-0.7。工作人员可以通过采取适当提升变压器的功率因素，有效降低谐波含量等措施，帮助企业减少变压器每年运行25-35%的能源损耗。

3.2 合理调度负荷

在智能化供配电系统设计中，设计人员要确保系统当两个或者多个大容量电动机负荷同时启动时，该系统能够有效将多个大容量电动机的启动时间进行错开处理，这样能够帮助企业实现消减峰值负荷，降低电能资源消耗，节省更多电费支出。而在夜间轻载时，智能化供配电系统能够结合监测到负荷数据信息情况，自动或者经过提示由人工改变配电系统运行方式，科学有效切除掉一些负荷变压器，避免过多变压器的同时工作，这样不仅能够优化改善企业的供配电质量水平，还可以帮助企业最大程度降低变压器的空载损耗。

4 结束语

综上所述，基于智能技术辅助应用下的供配电系统具有供电连续性优越、运行安全可靠性高、节能功效良好的优势。因此，现代企业要主动加强对智能化供配电系统的优化设计工作，无论是设计环节，还是施工操作环节都应该提前做好认真规划工作，要结合系统规模大小建设要求合理采用对应的技术和设备，这样才能够充分发挥出智能化供配电系统的作用价值，提高系统的整体运行质量和效率，为企业创造出更多经济效益。通过将智能化供配电系统实践应用在不同类型建筑中，不仅能够保障建筑动力系统安全可靠的可持续运行，还可以帮助企业节省更多电力能源消耗，最大程度满足市场用户对于高质量电力的需求，促进整个电力行业建设稳定持续发展。