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1、智能化低压配电系统研发项目概况1.研发项目背景概要 随着现代电网的发展，节能减排、绿色能源、可持续发展成为各国关注的焦点，电力安全可靠性和电能质量要求越来越高，以分布式数据传输、计算和控制技术和数据传输技术为基础的智能电网为电力工业在安全可靠、优质高效、绿色环保等方面开辟了新的发展空间。智能电网以信息技术改造现有的能源利用体系，通过智能化控制实现精确供能、对应供能、互助供能和互补供能，将能源利用效率和能源安全水平大幅度提高，使用户成本和投资效益达到合理的状态。 智能化低压配电系统由低压开关设备具有通信功能的智能化元件经数字通信与计算机系统网络连接，实现变电站低压开关设备运行管理的自动化、智能化
2、。系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、保护定值管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表及设备维护信息管理等功能。针对低压电气系统直接面向控制终端，设备多、分布广，而且现场条件复杂，系统本身及设备频繁操作、故障脱扣等产生的强电磁及谐波干扰等特点，智能化监控系统应能实现面向对象的操作模式，具有强抗干扰能力，主要控制功能由设备层智能化元件完成，形成网络集成式全分布控制系统，以满足系统运行的实时、快速及可靠性的要求。 低压配电设备智能化是一个动态化的概念，它受到用户投资、规模及功能等多方面因素的影响，同时亦同市场接受程度、配电技术成熟程度等因素有着直接的联系，特别是在科学技术迅速发
3、展的今天，应当准确把握市场需要，不断提升配电技术水平，来为智能电网建设提供有效支撑。因此，对低压配电设备智能化进行研究，明确其关键技术应用，对于新时期配电系统的智能化建设具有积极的现实意义。 2.研发项目 本项目开展低压配电系统的智能化研究。相对于6kV及以上中高压系统的综合保护及系统监控的发展及其在电力系统中的应用，作为直接面向终端用户的低压开关设备，其智能化研究与应用起步较晚。现有不少应用于低压的智能化监控系统基本上是在中高压系统基础上进行修改，可以满足基本的监控功能，但不能充分体现低压电气系统的特点及要求。因此，开发并推出符合工业控制要求及具有高可靠性的智能化低压电器及其管理系统，成为了
4、低压电器产品持续提高其竞争力的迫切任务。 低压配电设备智能化包含了设备层、网络层及管理层三方面的内容。其基础为设备层，包含了智能化的执行器与传感器。负责传递信息的为网络层，即现场总线。最高层为管理层，包含了系统软件与监控计算机。（1）设备层及其技术应用研究 设备层智能化是指通过智能化传感器来对各种物理信息及参数进行搜集，并向特定电量信号进行转变，来供电网系统加以辨认。同时，进一步向数字信号转化来方便计算机的相关处理。执行器经历了通信线路的传输和交换，不仅可以完成中心计算机指令向电信号的转化，也可完成与命令相对应的动作。设备层中所应用的技术为分布式控制技术，在低压配电设备中进行独立控制器的分别安
5、装，所安装的控制器在维持自身工作独立性的同时，又同计算机和其他控制器间维持着相应的联系，设备层智能化是通过这样既独立又彼此联系的控制器来实现。（2）网络层及其关键技术应用研究 网络层被称作是配电设备智能化的“神经网”，其承担者配电系统中计算机、监控中心服务器及相关设备的连接，为电网信息交换的实现提供了条件。网络层中所应用的技术为现场总线技术，这一技术具有传输距离长、传输速度快等特点，对于配电设备智能化控制的应用十分适合。（3）管理层及其关键技术应用 管理层中所应用的技术为集成技术，其通过网络通信及计算机技术来实现对设备运行状况的实时检查。同时，还可通过对系统运行参数的修改，来对设备运行状态进行
6、改变。管理层中所应用的技术为集成技术，其通过网络通信及计算机技术来将配电设备智能化子系统有效地融合在一起。利用信息共享与信息交换来协调各子系统间的运行状态。 3.产品用途 本项目研究的智能化低压配电系统采用现场总线监控方式。目前，对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展， 这些都为网络控制系统应用于低压配电设备奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可
7、以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。 低压配电设备智能化系统的功能主要包括以下方面： 1）保护功能。保护功能是配电设备智能化系统的最重要功能，当故障发生时，这一功能可对故障进行迅速的隔离，保障可靠供电，从而避免故障对用户造成的影响。 2）测量功能。配电设备智能化系统的测量功能主要表现在其能够对电流功率因数、电压、电网频率
8、、无功功率、有功功率等参数进行准确的检测与计量； 3）控制监测功能。这一功能的具备为开关实时检测、多次合闸、基地开关控制等动作的开展提供支持； 4）故障录波与事件记录功能。这一功能能够对故障类型、故障发生事件、最大故障值、主要开关形态、故障发生前后波形等进行记录，并对所发生故障进行准确及时的分析与处理； 5）显示与通信功能。应用通信隔离接口，促进了系统通信抗干扰能力的进一步提升。控制中心通过通信接口来提供相应的设备线路与运行的实时数据，并能够通过中心控制系统来对控制器运行状态、故障发生情况、开关状态及通信状态等多方面的信息进行直观显示。 低压配电设备智能化系统中自动检测的实现最为重要。自动检测
9、主要包含了以下方面的内容：系统开关工作状态，供电电流、电压、频率、功率、功率因数等。低压配电设备智能化控制系统的关键技术包括通讯技术、电力自动化技术、计算机微机保护技术、网络电力仪表等多方面的高新技术，从而集测量、保护、监测、控制、通讯为一体。其技术的实现是通过智能断路器、微机保护装置、智能电压传感器、网络仪表、智能型的电流与频率、功率传感器等来采集现场数据，通过现场总线来将所采集的数据向管理层进行传输，在智能化系统的管理层当中，相比于预先设定值，来对配电设备运行状况进行判断，如发现异常则实施相应的记录与报警。之后，通过现场总线来对小区配电设备进行合理控制，从而实现配电设备智能化系统的集中管理
10、与远程监控。 4.国内外技术水平差距 欧美发达国家已经在智能电网方面开展了大量的研究和实践。美国电力科学研究院于2000年提出“IntelliGrid”概念，被认为是智能电网的雏形。2008 年美国能源部出版了“The Smart Grid”的报告。美国总统奥巴马提出的经济复兴计划中，将发展智能电网列为重要内容，其目的在于最大限度地发挥美国电网的价值和效率，提高电力安全可靠水平。为了应对近年来欧洲电力设施老化、电力市场建设和可再生能源发电的挑战，欧洲委员会于2005 年成立智能电网欧洲技术论坛，希望把电网转换成用户和运营商互动的服务网，提高欧洲输配电系统的效率、安全性及可靠性，推动分布式和可再
11、生能源的大规模应用。 目前国外对智能电网的研究主要关注停电时间最小化和市场利益最大化，侧重于建立一个高效、安全、环保、灵活应变的智能电力系统，更多地从市场、安全、电能质量、环境等方面出发，从用户端的角度来看待和研究智能电网。对于目前我国电力企业开展智能配电网建设研究具有重要的借鉴意义。5.研发后产品达到的水平 智能电网通过信息技术改造现有的能源利用体系，提高能源利用效率和能源供应安全水平。研究和发展智能配电网应重点关注电力生产运行和用户可靠供电，从市场、安全、电能质量、环境等方面出发，重视提高供电可靠性的要求。配电自动化技术是智能配电网技术支持系统的重要组成部分。 智能化低压配电系统正在向小型
12、化、多功能方向发展，现场总线技术的发展与应用将提高智能化低压电器产品在网络上的兼容性和系统运行的可靠性，并最终给用户带来实惠。 6.市场前景和经济效益 智能配电网通过广泛应用的分布式智能设备、通信系统和自动控制系统，对配网设备的运行状况进行实时监控，进行数据收集、整合和分析挖掘，实现电网各成员之间的无缝连接及实时互动，达到对整个电网运行的优化管理。 智能配电网可以提高对电网信息的获取能力，实现精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理，提高能源综合投资及利用效益。智能配电网具有自愈和自适应功能，实时掌控电网运行状态和负荷分配，及时预测、诊断和处置系统故障和隐患，保证电网安全和供电可靠性。 智能配电
13、网可以优化系统资源配置，提高需求侧管理水平，满足用户端个性化的电能需求。智能配电网具有良好的兼容性，支持分布式能源及可再生能源的友好接入，以最佳的电能质量和供电可靠性满足客户需求，满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。 确保对广大用户的安全可靠供电是地区电网企业的核心工作。智能配电设备作为智能电网的重要组成部分，对于地区电网企业具有重要意义。智能配电网研究对提高配电网运行管理水平和供电可靠性具有重要意义。 企业简介辽阳鸿飞电器制造（集团）有限公司简称鸿飞电器，始建于2002年4月，注册地辽宁省辽阳市中华大街188号，注册资本1亿元人民币，企业类型为有限责任公司，法人代表周鸿刚，是以加工制
14、造输配电成套设备为主营业务的科技型企业。随着企业的稳定持续发展，经营业务已由输配电成套控制设备加工制造拓展到薄板加工、涂装加工、化学制品、房地产开发等领域，旗下有辽阳鸿新机械设备有限公司、辽阳鸿飞商品混凝土有限公司、辽阳鸿飞房地产开发有限公司、辽阳鸿昊化学工业股份有限公司等子公司。鸿飞电器按照现代企业制度的要求，结合公司管理的实际需要，本着“精简、高效、科学、务实”的原则，设立了7个职能管理部门，一个技术研发中心、一个售后服务中心、五个生产车间。按照现代企业制度和市场经济发展的要求制定了管理规章制度，规范了企业各个领域的管理行为和管理流程。经过多年的运行和修改完善，已经形成了具有本企业特点的、
15、有效的管理制度体系，构建了适应现代企业发展要求的企业运行机制，保证和促进了企业健康、有序、可持续发展。2011年导入了卓越绩效考核评价准则，开展了以“5S管理”为主要内容的现场管理活动，全面提升了企业管理水平，2012年荣获了辽阳市首届市长质量奖。鸿飞电器坚持“一流产品、一流服务、一流管理”的质量管理理念和“创造一流、追求卓越”的质量方针，建立健全了质量管理体系，实施了全员质量管理，2003年通过了ISO-9001质量体系认证。其生产的主导产品全部通过了质量检验检测机构的型式试验，其中GGD、GCK、GCD、MNS、8PT等低压成套开关设备和三箱类电控产品通过了中国质量认证中心强制性产品认证。
16、严格贯彻和执行国家安全生产、环境保护等法律法规，职业健康、安全管理体系通过了GB/T28001和ISO14001标准认证，安全管理荣获国家安全生产标准化二级企业称号。多年来，企业十分重视质量管理工作，认真编制年度质量工作计划，着力落实质量方针和目标，建立了质量目标管理责任制和考核制度，把质量目标分解到公司部门和生产车间，加强了产品设计、原材料采购、生产制造、产品检验、售后服务全过程的质量控制，严格产品出厂检验，做到不合格品不出厂，连续多年没有发生质量事故，并以优良的产品质量、良好的售后服务，获得了用户的好评。主导产品多年被辽阳市政府评为辽阳市名牌产品，8PT、GCS、MNS、GCK、GGD等低压开关设备被省质量技术监督局评为辽宁省名牌产品。
