智能配电监控管理系统

一 我国智能配电监控行业现状

随着经济的发展，对现代建筑或工矿企业的智能化要求越来越高。然而，能源管理中电能源的管理却逊色于对水和汽的管理，一直困绕着诸多用户，为了解决这一问题，产生了智能配电监控管理系统（以下简称“系统”）。

能源管理信息化/自动化在企业信息管理系统中站有举足轻重的地位，这也是由能源在企业生产运营中的重要性所决定的。能源是所有现代企业赖以生存的基础性资源和前提条件，同时又是一项重要的成本开支，这些特点又以电力能源表现的最为普遍、最为鲜明。

目前项目的设计多是本着技术先进，可靠，灵活的原则，在对系统做了详尽分析的基础上实施的设计。此系统多采用网络化的集散设计架构，在充分利用开关本体功能的基础上，实现技术领先的“三遥”（高压配电系统的遥信、遥测和遥控）或“两遥”（低压配电系统遥测和遥信）的控制配电系统。设计方案在高/低压的一、二次侧运用具有灵活辅助触点的高质量开关，功能强大的高精度网络型电力仪表及等先进的智能组件，在监控系统方面以计算机网络为硬件平台，以网络化的图形监控软件为工具。既考虑了组件的先进性与可靠性，又把IT领域成熟先进的技术纳入到智能配电系统来。

实现对电力的自动化监视与控制，实施智能化配电监控系统可以有效保障供电可靠性和供电品质，为连续性的自动化生产提供保证；有利于合理安排生产计划，优化负荷分配，节约电力成本以及检修成本；提高维护人员工作效率，减小劳动强度，节约人力资源。以上诸方面在企业生产运营过程中可以产生直接的经济效益，同时它又在加强企业管理水平，提高员工技术素质，加强企业软件环境建设方面都会产生巨大的推动作用。　近年来，从国内外企业的发展来看，越是自动化程度高，科技含量高的产业或项目，对电力的依赖也就越强，随之电力监控系统/智能配电系统的重要性也就日益凸显了。

配网自动化是以新的自动化配电设备为基础，集计算机技术，自动控制技术，数据通信技术，数据库技术及相关电力系统技术于一身的信息管理系统。我国目前约有一百个城市的供电企业建设了配网自动化系统，由于我国建设的配网自动化系统不少是试验性工程，功能受到了考核，但系统的稳定性、可靠性、实用性有待考验。同时，国内城市配网馈线自动化率不足10%。但国外配网自动化发展较快，日本有58%的配电线路实现了自动化，韩国这个比率达到了45%，德国更是高达56%，国内智能配电监控行业市场空间巨大。

《国家电网公司农网“十一五”科技发展规划纲要》已经明确指出，“十一五”期间“完成农网配网自动化建设技术导则、模式及标准化设计规范的制定。每个省（网）公司建成2－3个县城配电网自动化试点工程”。因此，“十一五”期间，电力自动化设备市场需求结构会发生明显变化：除了每年用于保护及变电站自动化系统大约40亿外，剩下至少60亿投资将全部用于配网自动化系统、调度自动化系统等方面。所以，保护及变电站自动化市场规模将有所下降，而配网自动化等产品市场将呈现快速甚至爆发式增长态势。

二 我国智能配电监控行业竞争格局

智能配电监控行业产品主要包括新型自动跟踪补偿消弧线圈及选线成套装置、智能高压大功率变频调速系统、分布式企业级电气监控与能量管理系统以及电力信息化系统等，产品广泛应用于电力、大中型工业企业、市政建设、基础设施等领域。

消弧选线成套装置属于输配电设备中的一次设备和二次设备相结合的电力电子综合类设备，未来行业需求巨大。一方面，今后新增变电站将逐步安装消弧选线成套装置，原已安装该产品的电网也因电网改造带动新需求。另一方面，随着中国重工业化进程的加快，石油、化工、钢铁、矿山、电气化铁路等主要耗能行业的大型企业供电系统需要升级扩张，也将逐步采取消弧选线成套装置技术。

国内消弧选线成套设备的扩张速度相对较快，目前大部分市场都被掌握该产品核心技术的国内制造商占有。近年三年来国内60%以上的市场份额由思源电气和智光电气占有，2006年两家公司所占的市场份额达到了64%。智光电气在这个市场上的份额基本稳定在24%左右，在国内仅次于思源电气排名第二。消弧选线成套设备产品毛利率基本保持稳定，但是因为加工模式，经营规模等方面的差异，与思源电气相比，智光电气毛利率相差超过27%。(资料来源：拓扑道咨询事务所《中国消弧选线设备装置细分市场研究报告》)

电气监控与能量管理系统近3年的销售增长迅猛，广泛应用在电力、大中型工业企业、市政建设、基础设施等领域。从行业竞争来看，目前拥有自主研发能力和品牌的主要厂商，在国内的市场份额约占44%左右，主要品牌厂商有：施耐德电气（中低压智能单元、保护测控装置）、金智科技、珠海万力达电气股份有限公司（中压保护测控装置、企业变电站自动化）、苏州智能配电自动化有限公司（电厂低压电动机保护控制器）、上海华建电力设备有限公司（石化行业低压保护控制器）、智光电气（品种齐全、一体化解决方案）等；另外还有大量无自主产品或品牌的系统集成商，大约占市场份额40%左右，其它厂商占据16%左右的份额。

三 我国智能配电监控行业发展趋势

智能配电监控行业存在如下发展趋势：

1 高压直流输电技术发展很快

高压直流输电技术的主要优点是：适用于长距离输电；不增加系统的短路容量；便于实现两大电力系统的非同期联网运行和不同频率的电力系统的联网；利用直流系统的功率调制能提高电力系统的阻尼，抑制低频振荡，提高并列运行的交流输电线的输电能力。直流输电线路的造价低于交流输电线路，但其换流站造价却比交流变电站高得多。一般认为架空线路超过600～800km，电缆线路超过40～60km，直流输电较交流输电经济。随着高电压大容量晶闸管及控制保护技术的发展，换流设备造价逐渐降低，直流输电近年来发展较快。

从“十一五”到2020年，我国规划新建的高压直流输电工程有十多项。在国外两端直流输电已经是比较成熟的技术，而且，已经研究出多端直流输电技术，现在已有三端直流输电在加拿大运行。还有轻型直流输电也在发展中，国外已在研究与应用轻型直流输电(ABB公司称为HVDCLight，西门子公司称为HVDCPlus)。轻型直流输电系统，它采用GTO,IGBT等可关断的器件组成换流器，省去了换流变压器，整个换流站可以搬迁，可以使中等容量的直流输电工程在较短的输送距离也能与交流输电竞争。此外，可关断的器件组成换流器，由于采用可关断的电力电子器件，可以免除换相失败的问题，对受端系统的容量没有要求，故可用于向孤立小系统(海上石油平台、海岛)的供电，今后还可用于城市配电系统，并用于接入燃料电池、光伏发电(PhotovoltaicPowerGeneration)等分布式电源。

目前，国内超高压直流输电工程换流站设备主要是ABB公司和西门子公司提供的，国内西电公司等已经在引进技术，进行国产化工作。现在新建的直流输电线路又比较多，这也就要求加快高压直流输电设备国产化的进程。

2 关于柔性交流输电系统技术(FACTS)

关于柔性交流输电技术(也称灵活交流输电技术)是基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压、相位实施灵活快速调节的输电技术，能改善交流输电系统的可控性、输送容量和稳定性。

柔性交流输电系统技术(FACTS)被称为电力系统控制技术的“第二次硅的革命”的一个产物。电网发展和大型互联电网运行对电力系统潮流及其稳定性控制的需要加上电力电子技术的进步，大大推进了全新的输电技术——柔性交流输电系统技术的发展和应用。

3 紧凑型输电技术，通过减少输电线路的相间距离，改变排列，从而降低线路的电抗，增加容抗，在线路额定电压不变的条件下，提高额定自然功率，这是一种比较经济的提高超高压交流输电能力的输电技术。1999年我国华北建成一条500kV紧凑型试验输电线(昌平——房山)长85km,子导线采用六分裂结构(如6x240mmz)，圆环的直径为750mm，相间采用倒三角排列，相间距离6.7m，导线对地距离10m，走廊宽度16m，自然功率比常规线路提高了1/3，紧凑型输电线路应在线路的适当位置安装并联电抗器，并且电抗器的容量应该是可控的，以便可以根据线路的负载变化使系统的无功潮流达到动态平衡，保证电网的动态稳定性。这种紧凑型输电线路所用的可控电抗器是目前需要自主化生产的关键设备。

4 气体绝缘输电线路(GIL)

SF6气体绝缘输电线路的输送容量要大于电缆输电线路，可地面和地下敷设，而且造价要低于电缆线路，目前世界上一些主要输配电制造企业都已研制成气体绝缘输电线路。

5 高温超导输电

美国能源部和南方电线公司合作的一个高温超导项目为100ft(lft=0.3048m),3相电力电缆系统。未来的十年是高温超导(含发电机、变压器、电动机、电缆等)市场发展和材料产业化的十年。据预测，2010年和2020年，世界超导市场将分别达到300亿美元/年和2440亿美元/年。

6 高集成、紧凑型、智能化的输配电设备紧凑型的输配电设备最有代表性的就是使用在高压、超高压系统的气体绝缘开关设备(GIS),敞开式的组合开关设备，以及使用在中压系统的充气柜(C-GIS)、充气环网柜等。为适应现代变电站小型化和自动化的发展需要，已经出现了将一次设备(如断路器、隔离开关、接地开关、电流和电压互感器、避雷器等)和二次设备(智能型的保护、测量和监控系统)组合在一起的高集成、紧凑型输配电设备，如ABB公司的PASS系统，西门子公司的HIS系统等。国外已经研制成采用电缆绕制(定子)的高压发电机(国外称为Powerformer，这种发电机的输出电压为132kV或更高，目前常规的大容量发电机的输出电压为20kV)，这样，可不需要升压变压器就能将电能送出，大大简化了电厂的升压站。超高压直流输电的换流站设备和柔性交流输电设备也是实现高压、超高压大容量电能转换、控制和数字化监控技术的完美集成。在现代电力系统的自动化监控系统中，设备层面上的各个输配电设备都将成为计算机监控系统的终端设备，实现与变电站的间隔层、站控层以及网络管理层之间的信息交换。输配电设备的高可靠性、免维护、智能化、可通信、在线监控和远程故障诊断将是发展趋势。

7 新型的灵活、可靠的智能配电系统

未来的配电系统能够根据各个不同的用户的需要，提供多品质的“灵活”、“可靠”、“敏捷”、“完美”的电能服务；用户也可以自由地选择电力品质、种类和供应者。系统中有完善的分布电源和蓄能系统，保证不间断供电；完善的需求侧管理和信息的实时双向传输等等。目前配电管理自动化系统(DMS)是发展非常快的领域，包括配电系统的SCADA、负荷控制、故障自动隔离、无功自动补偿、用电管理和设备管理等。

8 注重输配电设备环保性能

要注重产品的环保性能，特别要重视少用SF6气体(因为SF6气体会产生温室效应)，国外已开始使用氮气、部分氮气和部分SF6气体的混合气体来代替SF6气体等方案。接触器等触头不使用银镐合金(即银氧化镐,AgCdO，现国外已用银氧化锡，AgSnO2代替)等问题。(资料来源：拓扑道咨询事务所《中国消弧选线设备装置细分市场研究报告》)

《关于报废电子电气设备指令)及《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令)明确要求从2006年7月1日起要确保投放市场的新电子和电气设备不包括铅、汞、镐、六价铬、聚澳二苯(PBB)和聚澳联苯(PBDE)六种有害物质。所以，在低压电器和继电器的触头材料中凡使用含锦的，如银氧化福的，都要逐步采用不含镐成分的触头。

降低电力变压器、电抗器的噪音的问题，研制和使用低噪音的风机、油泵，研制低噪音的电抗器等，注重输配电设备的电磁兼容的研究。注意变电站设备的景观设计和协调问题等。

第一，传统配电柜使用指针式仪表或者数显式仪表，只能有限的监测配电柜参数，满足基本的需要，智能配电柜采用高集成度，高可靠性的计算机主板，全面的监测系统的各项运行参数，并通过HMI综合显示，降低了对配电柜的空间占有，提高了配电柜的容积率。

第二，传统的配电柜只具备配电管理的功能，将电源分配到负载机柜上；而智能配电柜，除了配电管理外，还具有运行管理与安全管理的功能，有效的提高了整个配电系统的可靠性，降低了风险。

第三，传统配电柜支持的回路少，整体占地面积大；智能配电柜采用高精度高集成的模块，提高了柜体的容积，支持较多的回路，减少了占地面积。

2020年6月2日，《工业车辆―安全监控管理系统》发布。

2020年12月1日，《工业车辆―安全监控管理系统》实施。