智能（高級）終端:電表行業(yè)由量測技術(shù)拓展至智能化控制補(bǔ)償產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化開發(fā)應(yīng)用的創(chuàng)新課題2

智能（高級）終端:電表行業(yè)由量測技術(shù)拓展至智能化控制補(bǔ)償產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化開發(fā)應(yīng)用的創(chuàng)新課題
（第2部分）

中國現(xiàn)代電網(wǎng)量測技術(shù)平臺(tái)
張春暉

2017年3月24日

2,順應(yīng)智能配電網(wǎng)建設(shè)高端技術(shù)的需求，推進(jìn)配電臺(tái)區(qū)智能（高級）終端系列產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化探索

新的一年，面對智能電表招標(biāo)總量大幅下降，計(jì)量新原理電表暫時(shí)需求不旺的情況，電表企業(yè)如何再發(fā)展？本文作者認(rèn)為:電表企業(yè)要在繼續(xù)用心做好國網(wǎng)智能電表保底市場集中招標(biāo)工作基礎(chǔ)上，可選的再發(fā)展路徑主要有:

?電網(wǎng)用數(shù)字電表，直流電表，用戶光伏并網(wǎng)監(jiān)測管理系統(tǒng)等專用小批量產(chǎn)品開發(fā)

?開拓電力用戶自采購市場，營銷傳統(tǒng)電表終端產(chǎn)品，統(tǒng)計(jì)電表，用戶內(nèi)部電力負(fù)荷與能效監(jiān)測控制系統(tǒng)

?傳統(tǒng)電表終端經(jīng)技術(shù)改進(jìn)后出口

?企業(yè)轉(zhuǎn)型產(chǎn)品開發(fā)，包括配電設(shè)備/系統(tǒng)，新能源產(chǎn)品，走貼牌仿制或兼并另類企業(yè)的捷徑。

但是，以上這些常規(guī)產(chǎn)業(yè)市場的低價(jià)位競爭激烈，拓展批量新用戶也很困難。

在目前新的情況下，按照年前中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出:"振興實(shí)體經(jīng)濟(jì)"，"實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展"的要求，具有經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)力的電表企業(yè)，重點(diǎn)應(yīng)選擇具有長期市場前景，開發(fā)有一定難度 的電網(wǎng)監(jiān)測控制技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品的開發(fā)。

本文作者經(jīng)匯總分析我國智能配電網(wǎng)發(fā)展前景和電網(wǎng)量測控制領(lǐng)域新技術(shù)的應(yīng)用情況，提出"順應(yīng)智能配電網(wǎng)建設(shè)高端技術(shù)的需求，推進(jìn)配電臺(tái)區(qū)智能（高級）終端系列產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化探索"課題，作為今后幾年電表行業(yè)拓展技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā)重點(diǎn)課題的建議。

新課題開發(fā)對電表行業(yè)長期發(fā)展的重要性？

1）創(chuàng)建智能化產(chǎn)品新產(chǎn)業(yè)的時(shí)機(jī)合適

?近幾年，國網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)投資的重點(diǎn)是特高壓工程與剛起步的智能配電網(wǎng)網(wǎng)架和主站重構(gòu)。配電臺(tái)區(qū):從配電變壓器高壓端鈕到用戶的供電區(qū)域，由配電變壓器，智能電表，配電監(jiān)測控制終端，低壓線路和用戶側(cè)設(shè)備組成。其中，配電監(jiān)測控制終端（簡稱配電終端）應(yīng)用量很大。

?現(xiàn)有配電臺(tái)區(qū)低壓電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)監(jiān)測控制管理，包括低壓電網(wǎng)運(yùn)行電壓，電流及其相位差，有功無功功率，電能量，電能質(zhì)量，配電臺(tái)區(qū)線損等，主要由智能電表和配電終端進(jìn)行在線監(jiān)測，單指標(biāo)自動(dòng)控制，屬于低壓電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)開環(huán)定值管理。

?鑒于國網(wǎng)忙于高電壓端的智能電網(wǎng)建設(shè)工程，配電網(wǎng)網(wǎng)架主站重構(gòu)工程量大，需要較長的周期 。電表行業(yè)先期進(jìn)入配電臺(tái)區(qū)低壓電網(wǎng)智能化高端技術(shù)開發(fā)，將提前為智能配電網(wǎng)用戶側(cè)智能化發(fā)展探索，鋪路，積累經(jīng)驗(yàn)，也為電表行業(yè)長期發(fā)展培養(yǎng)一批智能控制技術(shù)開發(fā)人才，創(chuàng)建起智能化產(chǎn)品新產(chǎn)業(yè)。

2）配電網(wǎng)用戶側(cè)智能高級應(yīng)用功能的開發(fā)，體現(xiàn)出技術(shù)創(chuàng)新理念

長期以來，國網(wǎng)的配電網(wǎng)技術(shù)滯后，是短板，正在集中力量補(bǔ)上配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化，網(wǎng)架主站重構(gòu)，啟動(dòng)配電網(wǎng)智能化進(jìn)程。

智能配電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)？至今，尚未見到國網(wǎng)在這方面的系統(tǒng)研究報(bào)道。

2009年9月，清華大學(xué)學(xué)者提出:"智能電網(wǎng)是指以標(biāo)準(zhǔn)化接入為基礎(chǔ)，以信息共享，智能決策和綜合調(diào)控為主要手段，具有多指標(biāo)，自趨優(yōu)運(yùn)營能力的電網(wǎng)"。在配電網(wǎng)的配電臺(tái)區(qū)，該論述反應(yīng)了電力用戶期望得到可靠優(yōu)質(zhì)電能的同時(shí) ，盡量降低成本的要求。

面對千家萬戶的配電網(wǎng)用戶側(cè)，如何提高配電臺(tái)區(qū)運(yùn)營能力，實(shí)現(xiàn)多指標(biāo)，自趨優(yōu)的高端目標(biāo)？是道技術(shù)創(chuàng)新難題。

?前面已經(jīng)指出:現(xiàn)有配電臺(tái)區(qū)的在線監(jiān)測控制系統(tǒng) ，屬于運(yùn)行指標(biāo)開環(huán)定值管理，難以快速達(dá)到多指標(biāo)，自趨優(yōu)的高端目標(biāo)。

?再說近年來發(fā)布的智能配變終端技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2015年，電力行標(biāo)?智能配變終端技術(shù)條件（dl/t1442----2015）?發(fā)布，規(guī)定智能配變終端需要集成的功能:配變監(jiān)測與保護(hù)，用戶用電信息監(jiān)測，配變計(jì)量總表監(jiān)測，配電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，電力負(fù)荷管理，電能質(zhì)量管理，線損計(jì)算，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析，互動(dòng)化管理，分布式電源接入等18項(xiàng)在線監(jiān)測 控制功能。特別是電能質(zhì)量管理項(xiàng)目，要求"支持動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償和有源濾波混合模式，對配電臺(tái)區(qū)無功功率進(jìn)行快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，對頻率，大小都變化的諧波進(jìn)行抑制，能跟蹤補(bǔ)償快速變化負(fù)荷的各次諧波，并對臺(tái)區(qū)負(fù)荷三相不平衡問題進(jìn)行治理"。

2016年，國網(wǎng)發(fā)布:?智能配變終端技術(shù)規(guī)范（征求意見稿）?提出:智能配電臺(tái)區(qū)要"實(shí)現(xiàn)電能分配，電能計(jì)量，無功補(bǔ)償以及供用電信息的自動(dòng)測量，采集 ，監(jiān)控等功能，并具有標(biāo)準(zhǔn)化，信息化，自動(dòng)化，互動(dòng)化的智能化特征"。

"智能配變終端，集供用電信息采集，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測，智能控制與通信功能于一體的二次設(shè)備"。

在采用通信新技術(shù)方面，該技術(shù)規(guī)范規(guī)定的接口要求:

終端遠(yuǎn)程通信接口:應(yīng)具有以太網(wǎng)，2g/3g/4g公網(wǎng)遠(yuǎn)程通信接口

終端本地通信接口，應(yīng)具備rs232/rs485串口，以太網(wǎng)，寬帶載波通信接口，微功率無線通信接口。

該技術(shù)規(guī)范明列的智能配變終端功能要求，與電力行標(biāo)dl/t1442----2015基本相同，但分成基本功能與擴(kuò)展功能兩類列出。并將"電能質(zhì)量綜合治理:支持動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償和有源濾波混合模式",列入擴(kuò)展功能。

以上這些相繼出臺(tái)的智能配變終端標(biāo)準(zhǔn)，集成了名目繁多的配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行指標(biāo)，采用多種現(xiàn)代通信方式，模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并具有標(biāo)準(zhǔn)化，信息化，自動(dòng)化，互動(dòng)化的智能化特征，就定義為智能配變終端。需要指出:這些智能配變終端標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)是規(guī)定了配電臺(tái)區(qū)多指標(biāo)在線監(jiān)測，單指標(biāo)自動(dòng)控制要求。電能質(zhì)量綜合治理項(xiàng)目，作為擴(kuò)展功能要求。終端的"四化"智能化特征，與國網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的特征基本相符合。但與配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行多指標(biāo)，自趨優(yōu)的高端目標(biāo)和智能控制技術(shù)路線還有很多差異，屬于智能化初級階段技術(shù)。

?在敘述智能（高級）終端之前，需要明確3個(gè)名詞

北京郵電大學(xué):?智能信息技術(shù)?提出:

智能機(jī)器:"能夠在特定的環(huán)境中自主地或與操作人員交互作用執(zhí)行各種通常需要人來完成的任務(wù)的機(jī)器"。

自動(dòng)控制:"能按規(guī)定程序?qū)C(jī)器或裝置進(jìn)行自動(dòng)操作或控制的過程"。

智能控制:"驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器自主地實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的過程，或者說智能控制是一類無需人的干預(yù)，就能夠獨(dú)立驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的自動(dòng)控制"。
"智能控制的關(guān)鍵在高層:在于對實(shí)際環(huán)境或過程進(jìn)行組織，即決策和規(guī)劃"。"低層控制一般屬于常規(guī)控制系統(tǒng)"。

?配電臺(tái)區(qū)智能（高級）終端是智能機(jī)器，具有自主決策和規(guī)劃/響應(yīng)功能

配電臺(tái)區(qū)的低壓電網(wǎng)，運(yùn)用智能（高級）終端構(gòu)建多輸入多輸出（mimo）智能控制系統(tǒng) ，即構(gòu)建低壓電網(wǎng)多指標(biāo)在線監(jiān)測與控制補(bǔ)償閉環(huán)優(yōu)化系統(tǒng)，按照模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，以信息共享，智能決策和綜合調(diào)控為手段，經(jīng)過快速，反復(fù)，精確的系統(tǒng)操作，實(shí)現(xiàn)配電臺(tái)區(qū)多指標(biāo)，自趨優(yōu)運(yùn)行的高端目標(biāo)。

為拓展配電臺(tái)區(qū)智能（高級）終端的應(yīng)用領(lǐng)域，其智能化高級應(yīng)用功能設(shè)計(jì)有:

提高配電臺(tái)區(qū)低壓電網(wǎng)多指標(biāo)，自趨優(yōu)運(yùn)營能力

在現(xiàn)場自主進(jìn)行緊急事件處理

多路徑優(yōu)化搜索

實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)與用戶互動(dòng) ，即具有多通信方式網(wǎng)關(guān)功能。

3）配電臺(tái)區(qū)智能（高級）終端有長期的市場前景

目前國網(wǎng)配電臺(tái)區(qū)應(yīng)用的配電終端，主要有4類:公用配變終端，用戶專變終端，采集用集中器，用戶電力負(fù)荷管理終端，共計(jì)約1280萬臺(tái)。其中:

?公用配變終端約400萬臺(tái)，包括城網(wǎng)10kv公用配變終端140萬臺(tái) ，農(nóng)網(wǎng)10kv公用配變終端260萬臺(tái)，由電網(wǎng)供電生產(chǎn)部門管理。

?用戶專變終端，估計(jì)470萬臺(tái)，由電網(wǎng)營銷部門管理。

?采集用集中器，經(jīng)折算約320萬臺(tái)，由電網(wǎng)營銷 部門管理。

?用戶電力負(fù)荷管理終端 ，估計(jì)90萬臺(tái)，包括大工業(yè)戶電力負(fù)荷管理終端50萬臺(tái)，其它專變用戶電力負(fù)荷管理終端估計(jì)40萬臺(tái)，由電網(wǎng)營銷部門管理。

[注:配電網(wǎng)的饋線終端（ftu）,站所監(jiān)測終端（dtu），主要用于配電網(wǎng)網(wǎng)架安全運(yùn)行管理，不列入本文討論范圍]

配電臺(tái)區(qū)智能（高級）終端系列產(chǎn)品預(yù)期需求:

?公用配變終端（400萬臺(tái)），隨著國網(wǎng)智能配電網(wǎng)用戶側(cè)建設(shè)的推進(jìn)，如有50%的公用配變終端改用智能（高級）終端，國網(wǎng)需用200萬臺(tái)。

?用戶專變終端（470萬臺(tái)） ，如有30%改用智能（高級）終端，國網(wǎng)需用140萬臺(tái)。

以上兩項(xiàng)合計(jì)，國網(wǎng)智能配電網(wǎng)用戶側(cè)建設(shè)需用配電臺(tái)區(qū)智能（高級）終端340萬臺(tái)。

本文暫時(shí)未將采集用集中器 ，用戶電力負(fù)荷管理終端列入智能（高級）終端拓展應(yīng)用范圍，需進(jìn)一步論證再說。

再是，配電臺(tái)區(qū)智能（高級）終端系列產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新理念和高級應(yīng)用功能，適用于水，氣，熱能源計(jì)量領(lǐng)域拓展技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用，本文后續(xù)部分將作專題討論。
聲明

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