摘要：在構(gòu)建智能水務(wù)和“雙碳"時(shí)代的背景下，智能配電系統(tǒng)在水務(wù)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(wù)行業(yè)智能配電系統(tǒng)的發(fā)展歷程，分析了其應(yīng)用現(xiàn)狀，進(jìn)而展望了水務(wù)行業(yè)智能配電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵字：智能配電系統(tǒng)；水務(wù)；現(xiàn)狀；趨勢；

引言

隨著技術(shù)的進(jìn)步和用戶需求的提高，智能配電是一個(gè)新概念。智能配電系統(tǒng)在常規(guī)配電系統(tǒng)中應(yīng)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(wù)行業(yè)不同階段的應(yīng)用。最后，分析和討論了智能配電系統(tǒng)在水務(wù)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(bào)告中。該報(bào)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(wù)的傳統(tǒng)現(xiàn)代電力工程技術(shù)、高級傳感監(jiān)控技術(shù)、信息通信技術(shù)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(jìn)速度非?？?。這一智能變革逐漸從輸配電網(wǎng)擴(kuò)展到用戶端，從高壓配電系統(tǒng)擴(kuò)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(xiàn)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(diǎn)

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(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力、行為決策能力。在傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，智能配電系統(tǒng)集成了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、信息、傳感、自動控制、電力電子等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，具有數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、融合化的特點(diǎn)。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(shè)備層和上層監(jiān)控管理層組成。近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，云應(yīng)用層增加了。

智能化設(shè)備層；監(jiān)控管理層；云應(yīng)用層；通信網(wǎng)絡(luò)

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(wù)行業(yè)智能配電系統(tǒng)的發(fā)展歷程

水務(wù)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，直接影響城市能否正常運(yùn)行。電力供應(yīng)是否可靠穩(wěn)定是影響水務(wù)行業(yè)運(yùn)行的關(guān)鍵。

在傳統(tǒng)的配電方式下，水務(wù)行業(yè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)主要取決于操作人員的專業(yè)水平和責(zé)任感。憑借操作人員的日常檢查(設(shè)備外觀和儀器讀數(shù))、耳聽(設(shè)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(shí)際情況就像一個(gè)盲點(diǎn)，存在很大的安全隱患。

2000年前后，高壓系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)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(guān)柜上安裝了10kV~35kV配電系統(tǒng)的微機(jī)繼電保護(hù)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(guān)狀態(tài)，調(diào)整設(shè)置各種保護(hù)值，控制斷路器的分/關(guān)等。，從而實(shí)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(shè)備層和監(jiān)控管理層的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)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(wù)企業(yè)的中控室上位機(jī)，僅用于顯示和生成報(bào)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(shí)的配電系統(tǒng)有了很大的進(jìn)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(shí)發(fā)現(xiàn)問題，事故發(fā)生后做出準(zhǔn)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(yīng)用于水務(wù)行業(yè)。這種系統(tǒng)可以實(shí)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)低壓系統(tǒng)的遙控，基于PLC的低壓智能配電系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。也就是說，在安裝多功能電力儀表的基礎(chǔ)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(shí)現(xiàn)斷路器的遠(yuǎn)程開關(guān)，可以通過上位機(jī)控制。這種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水務(wù)行業(yè)遠(yuǎn)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(guān)系簡單的小規(guī)模系統(tǒng)。

2水務(wù)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(lǐng)域不同，水務(wù)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(jī)繼電保護(hù)型；低壓電氣元件型；開關(guān)柜型；全產(chǎn)品線型；

三水務(wù)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(fù)雜、出水指標(biāo)不斷提高、運(yùn)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(yīng)對，水務(wù)行業(yè)急需向精細(xì)化管理轉(zhuǎn)變。2020年8月，國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會發(fā)布《關(guān)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(jìn)智慧城市建設(shè)，推進(jìn)公用設(shè)施等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(jìn)和水務(wù)行業(yè)的大力推進(jìn)下，

隨著技術(shù)的進(jìn)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(kuò)大和升級。在智能設(shè)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。可以通過使用無線傳感技術(shù)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(shí)現(xiàn)超閾值的及時(shí)切除。智能設(shè)備層的擴(kuò)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(qiáng)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(shí)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?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了圖片的全局，為智能水務(wù)平臺的建設(shè)提供了可靠的技術(shù)支持。

云端出現(xiàn)了更多的分析和應(yīng)用增值服務(wù)。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(gè)關(guān)鍵因素:數(shù)據(jù)、計(jì)算能力和算法。隨著智能設(shè)備層的發(fā)展，底層數(shù)據(jù)的收集不再是障礙；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)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(jìn)展相對緩慢。可以預(yù)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(jià)值的關(guān)鍵。

水務(wù)行業(yè)智能配電系統(tǒng)的發(fā)展還有一個(gè)值得關(guān)注的問題:數(shù)據(jù)安全。水務(wù)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(biāo)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(yīng)地，智能配電系統(tǒng)需要滿足新能源接入和微網(wǎng)運(yùn)行的需求。水行業(yè)智能配電改造的運(yùn)行實(shí)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(jià)值，幫助用戶進(jìn)一步深化和細(xì)化工作，提高能源利用效率。

三AcrelEMS-SW智能水務(wù)能效管理平臺

從終端感知、邊緣計(jì)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(wù)能效管理平臺通過安裝保護(hù)、監(jiān)控、分析和處理污水廠源、網(wǎng)絡(luò)、荷載、儲存和充電的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，監(jiān)測污水廠的總能耗和能耗強(qiáng)度，監(jiān)測能源設(shè)備的能效，保護(hù)污水廠的可靠運(yùn)行，提高污水廠的能效，為污水處理的能效管理提供科學(xué)精細(xì)的解決方案。

AcrelEMS智能水務(wù)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(wù)中壓變配電系統(tǒng)、電氣、應(yīng)急電源、能源管理、照明控制、設(shè)備運(yùn)維等。，幫助運(yùn)維管理人員通過一套平臺和一個(gè)APP實(shí)時(shí)了解水務(wù)配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并根據(jù)權(quán)限適用于水務(wù)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(jī)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(wù)行業(yè)的應(yīng)用，分析其存在的問題和發(fā)展趨勢，對于水提高務(wù)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(wù)行業(yè)的應(yīng)用雖然取得一些成績，但依然明顯落后于時(shí)代發(fā)展的要求，需要產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)，工程投資、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營各方的推動與支持，促進(jìn)智能配電系統(tǒng)在水務(wù)行業(yè)的應(yīng)用與推廣，為水務(wù)行業(yè)的智慧化建設(shè)和低碳運(yùn)行提供有力保障。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]徐進(jìn).智能配電系統(tǒng)在水務(wù)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(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.05版