低压配电系统的数字化趋势分析
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摘 要：大数据是我们所处时代的科技跨越性变革，电力系统也要跟得上时代的发展才能更好地为人们提供能源输出，文章基于低压配电系统的现状和需求进行分析，探索未来的发展趋势，并结合当前的配网计量与5G融合解决方案理念进行探讨。
关键词：低压配电系统;Masterpact MTZ;数字化
中图分类号：TM72 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）34-0046-02
Abstract： Big data is a great-leap-forward change in science and technology in our time， and the power system must keep up with the development of the times in order to better provide energy output for people. This paper analyzes the present situation and demand of low voltage distribution system， explores the future development trend， and expounds in combination with the current distribution network metering and 5G integration solution concept.
Keywords： low voltage distribution system; Masterpact MTZ; digitization
1 配电网计量现状
在我国当前的电力系统行业当中，已经基本完成了光线网络的覆盖，但是在中低压配电网的数字化应用上还较为薄弱，特别是在智能表计、智能网络以及智能运行等方面。其中目前的低压配电系统中的保护措施和保护机制主要针对主要元器件，既然是器件就不免会受到现有的物理条件以及器件本身特性影响，例如温度、湿度、器件老化、器件配置等，这样的制约条件也就导致了低压配电系统自身安全的弱势，例如出现错误动作、有情况无动作、不报警或误报警，这样的缺陷导致配电网系统整体性缺乏安全。这样的现象发生最为主要的原因可以归结为配电网络交叉混乱、低压配电管理缺乏科学性等，配电网计量和管理方面薄弱是最为主要的因素，现有的管理模式在检查和分析数据上有着精度低、数据不精准、巡检人员能力不够等多种问题，现行的配电网计量和管理急需一个高效的管理方式。
2 配网计量发展趋势及需求
随着互联网科技的发展，今后计算机网络和大数据是人类必然的发展趋势，但是互联网不仅连接的是计算机和传统的移动通信设备，在广域上还包含各类物联设备，在越来越多的领域中会有更多的设备被网络连接起来，在很多互联互通上会有更多的大数据参与进来，也正是由于越来越多的设备被包括进来才能促成了大数据的形成，在电力系统当中正需要这样具有数字化、智能化的变革和发展。在中低压配电柜的数字化转换过程中，主要难点和趋势在于控制系统的微处理器的应用，首先控制回路子系统对于参数的计量和监测，包括配电柜中的环境温度和湿度等，其次是人机交流和数据及时性，在国内外的中低压配电柜设计和研发上也存在不小的差异。基于上述，5G技术就是为了更好地将互联通信和物联管理更好地融合，这也是未来配网计量发展趋势及需求。
3 在物联网背景下，配网计量与5G融合解决方案
近些年随着科技的不断发展， 5G作为最新一代蜂窝移动通信技术无疑是未来信息系统的发展趋势。5G在未来的物联设备以及远距离控制方面有着很大优势，但是在5G数据中心供配电系统也同样具有复杂性和多样性。首先在状态信息采集方面，其数据传输速率远高于传统网络，其次是网络延时极低，通过主系统的控制可以及时检测到配电电路的计量数据和运行环境，及时发现问题和分析问题，并能将数据传输回来做参考。5G智能电网符合目前物料网的运行需求，由于其运行可以实现大量的连接和覆盖测量体量，要有安全可靠的网络位置技术支撑，同時对于网络延时也有较苛刻要求，所以需针对于配网计量与5G融合寻求解决最佳方案[1]。
3.1 Masterpact MTZ 低压框架断路器
Masterpact MTZ作为首款智能化断路器，打破了传统断路器的技术局限，而是将低压框架断路器从硬件到软件全新定义，具有无限互联互通、极致精准测量、随时随地升级、无惧严酷环境、架构无缝兼容、便捷安装调试、绿色环保承诺等诸多优势，同时Masterpact MTZ还将蓝牙无线连接技术和近场通信连接运用到低压框架断路器，并将远程网络应用与其连接，操作人员可通过智能手机在App上实现对于框架断路器的操控。具体实现方法，我们可以在子系统中采用Corex-3内核微处理器，依托其强大的处理功能性，可以保证内核脉冲达到72mpa，其中还配置了20kb sram闪存，可以帮助我们有效完成配电柜的数字化转换，同时为了加强子系统与各单元之间的数据传输稳定，可以采用can总线连接。但是对于数据中心配置方面还需要我们加强电路中断以后的准备和工作，由于5G时代的到来很多设备都需要依靠网络运行，没有电能作为保障就会造成大面积设备停运。
3.2 应用场景
Masterpact MTZ低压框架断路器作为本区域内的连接方案，可以将目前的智能手机通信APP与断路器进行高效连接和操作，能够在实用范围内将Masterpact MTZ低压框架断路器同时进行数字化管理。
3.2.1 数字化日常巡检——蓝牙无线连接 通过蓝牙无线连接的Masterpact MTZ低压框架断路器主要是以智能手机上的应用程序作为数据读取应用，不仅可以将断路器中的全部信息读取，还能针对不同的电气参数进行分类读取，特别是断路器中的负载信息、报警信息，以及关键性的参数指令都能够详细获取。蓝牙无线连接在数字化日常巡检过程中是以三种颜色进行状态提示，可以很明显地将断路器在正常工作情况下的运行健康程度反映出来。如果Masterpact MTZ低压框架断路器发生跳闸或电路报警灯突发情况，也会被完全记录，而且标注时间线，保证断路器可以时时被检查全过程。工作人员在进行日常检查时亦可以查看保护设定值的合理性，工作人员在手机APP上就可以输入权限密码后进行调整，而且所有修改过程和修改记录都会作为一种管理信息被存储，既能降低操作失误，也为今后整体数据检查做记录。蓝牙无线连接让日常巡检更加高效便捷，将智能手机APP中的数据传输到管理系统云平台，可以快速形成巡检报告，让巡检工作更加系统化、集成化。
3.2.2 数字化恢复供电——近场通信连接
电力系统作为我们人类目前的最大能量，在适用范围和用量上都具有极大的优势，这也使得我们很多领域都和电力不可分割，但是一旦发生断电也可能致使部分行业产生不可估量的损失，在社会层面甚至引发心理恐慌，所以在现代社会中追求平稳、安全、高效是电力系统的主要目标。近场通信连接作为数字化恢复供电措施，即使在Masterpact MTZ低压框架断路器发生断电的情况下，也能通过智能手机APP获取相应的故障讯息，从根本上解决了断电后无法了解断电有关情况。当工程师在现场排查情况的时候，近场通信连接还可以给出故障电流值、故障发生节点、可能的故障类型等等讯息，帮助工程师进行排查和分析，如果这样的信息不能精准的确定故障，也可以用波形捕捉功能详细排查，解决故障后也不需重新翻找和整理排查过程，系统会自动形成故障检修数据。最后APP会提示合闸恢复供电指导，整个过程以图文并茂的形式呈献简单易懂，让一切工作都有章可循、有据可依、避免断电后的恐慌心理。
3.3 数字化配电系统的前瞻性
伴随着移动物联网的到来，5G作为今后的联网技术支持将有大规模终端接入，只有充分发挥电力系统优势和稳定性才能更好的服务社会。我们应该重视的问题首先是5G网络内终端节点众多，导致安全防护更加重要，直接关系到电力系统安全，如何防止攻击是重要的研究课题。其次是5G基站建设更为密集，关于维护和建设成本需要多角度考虑。我们可以在以下两方面进行发力，一个是当电力系统发生双极闭锁等紧急事故时，5G技术协助在毫秒级的时延内精准切断制冷等可中断负荷，另外是在配网局部发生故障时，5G通信系统构建毫秒级自动定位并隔离故障，以确保非故障区域的不间断供电。
4 结束语
综上所述，數字化和智能化是未来低压配电系统的必然发展趋势，我们要更多的根据目前的配电网计量现状进行分析和探索，更多关注当前电力系统的需求，注重数字化设备的使用和普及，让前沿科技更好地为人们服务。
参考文献：
[1]刘峰，严浩军，裴梓翔，等.浅析低压配电系统的现状与未来发展趋势[J].数字化用户，2018，24（34）：207，213.
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[3]李敏，周俊文，杨平，等.简谈低压配电系统的数字化趋势[J].建筑电气，2017，36（5）：57-59.
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