电表及配电监控系统的智能化发展

安科瑞虞佳豪

在电力领域，AI渗透率近年来也持续提升。今年3月，国家能源局发布《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》，文件中针对电力、、油气等行业数字化智能化转型，明确了指导思想和基本原则，从加快行业转型升级、推进应用试点示范、推动共性技术突破、健全发展支撑体系、加大组织保障力度等5个方面提出了转型方向和举措。

AI助推电力行业加速发展，多个细分领域迎来变革机遇。人工智能赋能新型电力系统下新能源发电、变电、调度、配网、安监、营销、基建以及企业经营管理等领域业务智能化应用，将有效推进新型数字基础设施建设，助力新型电力系统智能化发展。A1赋能的大趋势下，源网荷储管理及功率预测、RPA技术融合下的硬件端、AI与低代码结合、电力新基建等多个细分环节迎来重点机遇。

安科瑞智能用电设备包括各类智能电表、物联网电表、照明控制传感器、新能源充电桩、电气消防类解决方案等，可以为企业智能用电提供一站式服务能力，设备选型见表2。

 

 

 

 

AcrelEMS企业微电网能效管理平台实现用户侧智能配电和智能用电管理，结合物联网、大数据技术，可实现企业微电网中低压电力监控、能耗统计、电能质量分析及治理、照明控制、主要负荷监控、充电桩运营管理、光伏发电监控、储能管理等功能，提高企业配电和用电智能化，满足企业用电可靠、安全、节约、有序用电要求。

 

图1 AcrelEMS企业微电网能效管理平台网络结构

AcrelEMS企业微电网能效管理平台通过配置微机保护装置、智能仪表、电能质量监测和治理装置、储能系统等，实现用户侧配电系统的实时监控、优化控制和自动运行，从而提高配电系统的运行效率、安全性和可靠性。

对企业高低压变配电系统的变压器、断路器、直流屏、母排、无功补偿柜及电缆等配电相关设备的电气参数、运行状态、接点温度进行实时监测和控制，监测企业微电网主要回路的电能质量并进行治理，对故障及时处理并发出告警信息，提高企业供电可靠性。

 

图2 电力监控功能

监测企业分布式光伏电站运行情况，包括逆变器运行数据、光伏发电效率分析、发电量及收益统计以及光伏发电功率控制。

 

图3 光伏发电监控

监测储能系统（EMS）、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)运行模式、控制策略，监测电池电流、温度、SOC/SOH，检测系统绝缘状况，并根据企业峰谷特点和电价波动以及上级平台指令设置储能系统的充放电策略，控制储能系统充放电，实现削峰填谷，降低企业用电成本。

 

图4 储能系统监控

在新型的电力系统中由于整流、变频、开关电源等设备大量使用，会产生大量的谐波，谐波污染严重可能导致电容器无法正常工作、电缆异常发热、损坏电子设备。通过配置电能质量监测装置和电能质量治理装置可以有效滤除配电系统中的谐波，改善电能质量，提高功率因数，保障配电系统安全运行。

 

图5 电能质量监测和治理

要实现配电系统的智能化管理，除了系统外还需要各种监测和控制设备，具体包括高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、交直流智能仪表、测温装置等等，见表1。

 

 

AcrelEMS企业微电网能效管理平台统计企业的能耗数据，帮助企业制定节能降耗计划，并通过平台执行优化控制来降低企业碳排放，包括照明控制、空调控制、电机保护控制、充电桩运营管理、需求响应等等，让企业有序、智慧用电。

采集企业电、水、燃气等能源消耗，进行分类分项能耗统计，计算单位面积或单位产品的能耗数据以及趋势，对标主要用能设备能效进行能效诊断，计算企业碳排放，为企业制定碳达峰、碳中和路线提供数据支持。

 

 图6 能耗分析功能

智能照明控制功能可以根据企业情况实现定时控制、光照感应控制、场景控制、调光控制等，并结合红外传感器、超声波传感器，实现人来灯亮、人走灯灭，并可以根据系统的控制策略实现集中控制，为企业节约照明用电。

 

 图7 照明控制功能

监测企业充电桩的运行状态，提供充电桩收费管理和状态监测功能，并根据企业负荷率变化调节充电桩功率，使企业微电网安全平稳运行。

 

 图8 充电桩管理

根据企业负荷波动数据，再结合上级平台的调度指令，决定以何种方式参与电网需求响应，平台可通过给储能系统下发控制策略，调整充发电时间。平台在需求响应时间段调整可控负荷功率，停止给可中断负荷供电，并且可以根据企业可控负荷数据制定需求响应控制策略，实现一键响应。

 

 图9 AcrelEMS企业微电网能效管理平台需求响应示意图