智能化建筑电气低压配电负荷平衡控制方法

智能化建筑电气低压配电负荷平衡控制方法

刘公明,徐鲁春

中建八局第二建设有限公司 山东省济南市 250014

摘要：国家经济的快速发展，使得我国各行业发展非常迅速，尤其是电力行业的发展，已经达到国际先进水平。近年来，随着电子技术的发展，传统的低压配电系统被赋予了更多的功能，随着智能电网建设步伐的加快推进，智能低压配电系统由于具有自动化的远程控制、即时信息反馈、便于维护等功能，在稳定性、可靠性、经济性等方面比传统的低压配电系统有着明显的优势，得到了快速的发展。在国家提倡环保、节能减排的号召下，人们纷纷追求提高能源的利用率。简单易用，实用性强、智能化的低压配电系统具有广泛的市场前景。

关键词：低压配电系统；节能控制；智能化

低压配电系统在我国各个领域中均具有广泛应用，低压配电中主要采用低压供给电力方法，有可能导致出现电压磁滞损耗现象和附加涡流损耗现象，浪费电力资源。因此，对低压配电系统进行智能化节能控制具有必要性，有助于节约电力资源，提升电力资源的使用效率。

一、低压配电系统智能化节能控制必要性

目前来看，在低压配电系统运行过程中，所采用低压供给电力方式，受到多方面因素影响，将产生一定程度的涡流电压以及磁滞电压损耗，导致电力能源的实际利用率较低，加大了系统运行成本，与可持续发展理念相违背。因此，对系统智能化节能控制工作的开展与研究，旨在满足低压配电系统运行需求及效率的基础上，减少系统功耗、提高电力能源实际使用率。此外，目前多数低压配电系统所采用的节能控制方法有待完善，在系统运行过程中存在一定的问题与不足。例如在采用经验模态分解控制方法时，由于系统运行中时常产生过载数据，难以达到预期对的系统节能控制效果。在采用基于Lyapnove指数调节的节能自动控制机制时，虽然实现了对系统所产生磁/电损耗的有效抑制，但其计算方式较为繁琐，当前并不具备大规模推广的前提基础。而在采用基于电压以及电流折中分解与特征调度的控制方式时，虽然可以采用非线性调制方式对磁通估量加以精确预估，从而降低系统功耗，但系统的抗干扰性能较差，且收敛性不足。

二、试论低压配电系统的智能化节能现状

随着计算机技术、网络通讯技术、电力电子技术的更新速度加快，促进了自动化控制技术的飞速发展。全数字交流、直流控制产品和PLC技术在功能上越来月全，性能上越来越趋稳定，成本越来越低。微电子技术从8位机发展到32位机和多机运行，更新换代时间越来越短，有些一两年就换一代。元器件的飞速发展，极大提高了低压配电系统的智能化水平，测量、变换、保护、控制等功能不断得到完善，水平不断提高。低压配电管理系统正向着智能化、模块化、组合化、高性能和小型化的方向发展。这些系统的主要特点是具备了现场总线、本地控制和远程控制、实现了超远距离通信的功能。该系统通过有线网络和无线网络传递低压开关柜的相关数据至监控中心，监控中心通过有线网络和无线网络下达指令至低压开关柜，可以实现远程无人值守，实现全面的集中监控。特别是无线网络的应用，为随时随地接入系统提供了可能，突破了系统接入地点的限制。该系统可以广泛应用于通信数据量大、配电要求高、配电管理水平高、系统庞大的楼宇配电系统。

三、智能化建筑电气低压配电负荷平衡控制方法研究

3.1低压配电系统

遵循我国现行电气系统建设标准，在设计中要保证配电室处于用电负荷中心点，还要留有充分的发展余地，并且对于配电室内不仅要保证所需管道，不允许其他管道的存在，还要注意假若采用落地式配电箱，应当将底部抬高。如果室内配电箱设计，应当保证高度控制在50mm以上，如果室外则要保证配电箱高度控制在200mm以上，另外采用密封措施用于配电箱底座。对于低压配电系统设计中，还应当确保同一个配电室内并列线，应当进行分段防火隔断，在出现母线负荷情况下，要及时给出反应。假若配电室内高低压配电设备均存在，那么就应当进行两设备分隔设计，控制分隔距离在2m以上。如某建筑在技术设计部门的配电屏设计时，需要考虑控制整体长度在6m以上，设计了两个出口通道分别安装于屏后通道两侧，并增加额外出口。

3.2设计三相负荷平衡控制装置

在智能化建筑电气低压配电网中，主要是由于单相负荷在三相之间无法均匀分配，以至于出现三相负荷不平衡的情况，给配电网以及用电器造成损害。要想改善这种情况，需要从根本上根据配电母线以及支路中各相的功率大小，对单相负荷进行合理、平稳且无冲击的换相，并需要注意在此过程中要保证不影响单相负荷的正常供电，且尽可能将单相负荷支路在三相之间平均分配，以此来降低配电网的三相不平衡度。通过采集得到配电网的三相电力信号，经过计算能够判断不平衡度是否符合国家标准要求。在得到判断结果后，将结果带入到平衡装置中，通过负荷自适应平衡换相策略和判断结果，共同作用后计算出各负荷支路中的投切相序，并从中选择最优解，最后控制静止换相开关装置，通过开关装置的闭合完成投切动作，并能够保证其可靠性。

3.3对低压配系统灵活的自动化监测

在灵活性上，电力自动化控制在双电源供电系统中可实时监控电源的状态和两进线一母联开关的分合闸状态，转换时间和电压阈值可以根据现场负载情况现场灵活调整，工作方式也可以调整，既可以自投自复，也可以自投不自复，控制方式多样，既可以自动转换，也可以手动转换，便于电网运维人员查找、检修故障，人机界面操作直观简单，简化了检修人员的操作流程。且对于低压配网的公变箱变、公变配电室、农网配电台区等，均具有应用价值，实现低压配网的透明管理,具有充分的机动性与灵活性，是大数据时代下智能设备和物联网技术的完美结合。在自动监测上，首先，能够及时监控低压配电系统中电源及设备状况，故障时可及时记录所有故障信息，停电后，运维人员仍可查看故障信息，提高了抢修效率。

结束语：

随着我国电力系统建设规模的扩大，用户的用电负荷也在不断增加。在智能建筑的低压配电网中，当三相不平衡发生时，就会导致一些异常动作，损坏配电网和电器，导致电能的浪费和损失。

参考文献：

[1]黄晨俊.建筑供配电系统存在的问题及改进方案[J].统计与管理，2016（04）：117-119.

[2]吕凯，姜芊宇，王琦，陈新春.低压配电系统的智能化节能控制方法研究[J].科技通报，2016，32（07）：184-187+201.

[3]拉巴次仁.试论低压配电系统的智能化节能控制方法[J].中国高新科技，2018（04）：25-28.