順應智能配電網(wǎng)建設高端技術的需求，推進配電臺區(qū)智能（高級）終端系列產(chǎn)品開發(fā)應用的產(chǎn)業(yè)化探索

順應智能配電網(wǎng)建設高端技術的需求，推進配電臺區(qū)智能（高級）終端系列產(chǎn)品開發(fā)應用的產(chǎn)業(yè)化探索

中國現(xiàn)代電網(wǎng)量測技術平臺
張春暉

2017年3月4日

新的一年，面對智能電表招標總量大幅下降，計量新原理電表暫時需求不旺的情況，電表企業(yè)如何再發(fā)展？本文作者認為: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工作基礎上，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)計電表，用戶內部電力負荷與能效監(jiān)測控制系統(tǒng)

?傳統(tǒng)電表終端經(jīng)技術改進后出口

?企業(yè)轉型產(chǎn)品開發(fā)，包括配電設備/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)濟工作會議提出:"振興實體經(jīng)濟"，"實施創(chuàng)新驅動發(fā)展"的要求，具有經(jīng)濟技術實力的電表企業(yè)，重點應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)量測控制領域新技術的應用情況，提出"順應智能配電網(wǎng)建設高端技術的需求，推進配電臺區(qū)智能（高級）終端系列產(chǎn)品開發(fā)應用的產(chǎn)業(yè)化探索"課題，作為今后幾年電表行業(yè)拓展技術創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā)重點課題的建議。

1）新課題開發(fā)對電表行業(yè)長期發(fā)展的重要性？

一是，創(chuàng)建智能化產(chǎn)品新產(chǎn)業(yè)的時機合適

近幾年，國網(wǎng)堅強智能電網(wǎng)建設投資的重點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。配電臺區(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，低壓線路和用戶側設備組成。其中，配電監(jiān)測控制終端（簡稱配電終端）應用量很大。

現(xiàn)有配電臺區(qū)低壓電網(wǎng)運行指標監(jiān)測控制管理，包括低壓電網(wǎng)運行電壓，電流及其相位差，有功無功功率，電能量，電能質量，配電臺區(qū)線損等，主要由智能電表和配電終端進行在線監(jiān)測，單指標自動控制，屬于低壓電網(wǎng)運行指標開環(huán)定值管理。

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

二是，配電網(wǎng)用戶側智能高級應用功能的開發(fā)，體現(xiàn)出技術創(chuàng)新理念

長期以來，國網(wǎng)的配電網(wǎng)技術滯后，是短板，正在集中力量補上配電網(wǎng)標準化，網(wǎng)架主站重構，啟動配電網(wǎng)智能化進程。

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

2009年9月，清華大學學者提出:"智能電網(wǎng)是指以標準化接入為基礎，以信息共享，智能決策和綜合調控為主要手段，具有多指標，自趨優(yōu)運營能力的電網(wǎng)"。在配電網(wǎng)的配電臺區(qū)，該論述反應了電力用戶期望得到可靠優(yōu)質電能的同時 ，盡量降低成本的要求。

面對千家萬戶的配電網(wǎng)用戶側，如何提高配電臺區(qū)運營能力，實現(xiàn)多指標，自趨優(yōu)的高端目標？是道技術創(chuàng)新難題。

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

?再說近年來發(fā)布的智能配變終端技術標準

2015年，電力行標?智能配變終端技術條件（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，用戶用電信息監(jiān)測，配變計量總表監(jiān)測，配電設備狀態(tài)監(jiān)測，電力負荷管理，電能質量管理，線損計算，經(jīng)濟運行分析，互動化管理，分布式電源接入等18項在線監(jiān)測 控制功能。特別是電能質量管理項目，要求"支持動態(tài)無功補償和有源濾波混合模式，對配電臺區(qū)無功功率進行快速動態(tài)補償，對頻率，大小都變化的諧波進行抑制，能跟蹤補償快速變化負荷的各次諧波，并對臺區(qū)負荷三相不平衡問題進行治理"。

2016年，國網(wǎng)發(fā)布:?智能配變終端技術規(guī)范（征求意見稿）?提出:智能配電臺區(qū)要"實現(xiàn)電能分配，電能計量，無功補償以及供用電信息的自動測量，采集 ，監(jiān)控等功能，并具有標準化，信息化，自動化，互動化的智能化特征"。

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

在采用通信新技術方面，該技術規(guī)范規(guī)定的接口要求:

終端遠程通信接口:應具有以太網(wǎng)，2g/3g/4g公網(wǎng)遠程通信接口

終端本地通信接口，應具備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。

該技術規(guī)范明列的智能配變終端功能要求，與電力行標dl/t1442----2015基本相同，但分成基本功能與擴展功能兩類列出。并將"電能質量綜合治理:支持動態(tài)無功補償和有源濾波混合模式",列入擴展功能，（注:動態(tài)無功補償和有源濾波技術，屬智能控制技術范疇）。

以上這些相繼出臺的智能配變終端標準，集成了名目繁多的配電臺區(qū)運行指標，采用多種現(xiàn)代通信方式，模塊化結構設計，并具有標準化，信息化，自動化，互動化的智能化特征，就定義為智能配變終端。需要指出:這些智能配變終端標準的重點是規(guī)定了配電臺區(qū)多指標在線監(jiān)測，單指標自動控制要求。電能質量綜合治理項目，作為擴展功能要求。終端的"四化"智能化特征，與國網(wǎng)堅強智能電網(wǎng)的特征基本相符合。但與配電臺區(qū)運行多指標，自趨優(yōu)的高端目標和智能控制技術路線還有很多差異，屬于智能化初級階段技術。

?在敘述智能（高級）終端之前，需要明確3個名詞

北京郵電大學:?智能信息技術?提出:

智能機器:"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的機器"。

自動控制:"能按規(guī)定程序對機器或裝置進行自動操作或控制的過程"。

智能控制:"驅動智能機器自主地實現(xiàn)其目標的過程，或者說智能控制是一類無需人的干預，就能夠獨立驅動智能機器實現(xiàn)其目標的自動控制"。
"智能控制的關鍵在高層:在于對實際環(huán)境或過程進行組織，即決策和規(guī)劃"。"低層控制一般屬于常規(guī)控制系統(tǒng)"。

?配電臺區(qū)智能（高級）終端是智能機器，具有自主決策和規(guī)劃/響應功能

配電臺區(qū)的低壓電網(wǎng)，運用智能（高級）終端構建多輸入多輸出（mimo）智能控制系統(tǒng) ，即構建低壓電網(wǎng)多指標在線監(jiān)測與控制補償閉環(huán)優(yōu)化系統(tǒng)，按照模糊神經(jīng)網(wǎng)絡算法，以信息共享，智能決策和綜合調控為手段，經(jīng)過快速，反復，精確的系統(tǒng)操作，實現(xiàn)配電臺區(qū)多指標，自趨優(yōu)運行的高端目標。

為拓展配電臺區(qū)智能（高級）終端的應用領域，其智能化高級應用功能設計有:

提高配電臺區(qū)低壓電網(wǎng)多指標，自趨優(yōu)運營能力

在現(xiàn)場自主進行緊急事件處理

多路徑優(yōu)化搜索

實現(xiàn)配電網(wǎng)與用戶互動 ，即具有多通信方式網(wǎng)關功能。

三是，配電臺區(qū)智能（高級）終端有長期的市場前景

目前國網(wǎng)配電臺區(qū)應用的配電終端，主要有4類:公用配變終端，用戶專變終端，采集用集中器，用戶電力負荷管理終端，共計約1280萬臺。其中:

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

?用戶專變終端，估計470萬臺，由電網(wǎng)營銷部門管理。

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

?用戶電力負荷管理終端 ，估計90萬臺，包括大工業(yè)戶電力負荷管理終端50萬臺，其它專變用戶電力負荷管理終端估計40萬臺，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)架安全運行管理，不列入本文討論范圍]

配電臺區(qū)智能（高級）終端系列產(chǎn)品預期需求:

?公用配變終端（400萬臺），隨著國網(wǎng)智能配電網(wǎng)用戶側建設的推進，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。

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

以上兩項合計，國網(wǎng)智能配電網(wǎng)用戶側建設需用配電臺區(qū)智能（高級）終端340萬臺。

本文暫時未將采集用集中器 ，用戶電力負荷管理終端列入智能（高級）終端拓展應用范圍，需進一步論證再說。

再是，配電臺區(qū)智能（高級）終端系列產(chǎn)品的技術創(chuàng)新理念和高級應用功能，適用于水，氣，熱能源計量領域拓展技術創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā)應用，本文后續(xù)部分將作專題討論。

2）智能化高級應用功能設計技術的討論:（待續(xù)）

聲明

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