2.安徽鑫龙电器股份有限公司 安徽芜湖 241008；
3.安徽省电器设备电磁兼容（EMC）省级实验室 安徽芜湖 241008；
4.安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司 安徽芜湖 241008）
摘要：由于智能电网计划的推进，智能低压控制系统也在不断的改善，通过智能低压控制系统提高供电电能质量的技术。并且通过具体现场实测数据，系统性评价智能协调控制系统对电能质量改善的效果。作为国内鲜见的低压配网智能协调控制课题，具有较高的经济价值。
关键词：智能；低压控制；系统
引言
随着人们的生活水平不断提升，对电力系统供电质量的要求越来越高。为提升用户体验满意度，确保供电系统的连续性、稳定性以及高可靠性，低压配电设备逐渐由传统型向集成化、智能化转变。国家明确提出建设智能电网，促进智能互联，全面提升电力系统的智能化水平。经过近几年的发展，越来越多的智能化电力设备投运到供电系统中，低压配电系统的智能控制技术得到较快的发展。
1智能低压控制系统的设计概述
随着智能电网的发展，微电子技术不断更新，新的智能配电设备也将会不断地被研发并运用于各配电领域。其中无功补偿装置、APF、三相不平衡负载补偿装置、智能调压稳压器等装置智能协调控制系统需要具备信息采集、数据分析和处理、协调控制智能设备运行等功能，系统可按照预先设置的控制策略，通过实时采集系统的电网电压、电网电流、负载电流，分析和计算无功、谐波、三相不平衡等各种参数，通过高速数据总线，实时控制外部多种智能低压配电设备的协调运行。
2智能低压系统的特点
2.1智能低压系统开关设备的智能开关柜颠覆传统开关柜设备配置方式，以智能仪表、智能断路器、智能马达保护器、软起动器及可编程逻辑控制器（programmable logic controller，PLC）等智能器件组成的配电系统代替传统以主令器件（普通指针仪表、断路器、继电器、接触器、熔断器、热继电器）组成的配电系统。
2.2智能低压控制硬件系统设计
智能低压系统在PLC控制器的基础上的应用策略，增加了智能专家系统以实现低压铸造生产的人工智能控制，从而节省了人力资源，并在真正意义上实现铸造的自动化生产。其主要原理是根据低压铸造工艺各生产阶段的要求，利用液面加压控制系统和智能专家系统，控制空气或惰性气体的输入输出，改变铸造生产系统内压力和熔融态金属的升液速度，以实现铸件的浇注过程。该控制系统主要由PLC单元、智能专家系统、温度与压力传感器、电源、电磁阀和比例阀等7个功能模块组成，其中PLC单元和智能专家系统是反重力低压铸造控制系统的核心，实现铸造系统硬件和软件系统的智能控制功能。温度传感器与压力传感器是低压铸造控制系统的输入设备，起到监控铸造系统生产状况，并将状态信息反馈给控制单元的作用。电磁阀和比例阀是控制系统的控制输出设备，负责通断气路和调节气压。触摸屏是系统的人机界面，负责系统运行状态的监视。
2.3智能低压无功补偿装置设计
智能低压无功补偿装置采用C8051F580作为主控模块，采用电能参数采集模块ADE7878作为智能电能计量芯片，无触点电容投切电路由带过零检测光耦MOC 3083、晶闸管、无功耗开关等构成，同时还具备过压、过流保护等保护功能。该设计采用智能控制算法实时采集补偿对象的电压、电流、功率因数、无功功率等参数，用户可以根据需要随意设定功率因数的参考值，并以此为电容器组的投切依据，根据实际消耗的无功功率大小灵活选择电容器组合，从而达到实现智能投切无功补偿电容器的目的。智能低压无功补偿装置结构框。
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2.4人机界面与通信管理
智能配电系统单独设置一台控制柜，控制柜内安装通信管理机与人机界面，人机界面与通信管理机相连，实时显示系统内部各设备运行状态。通信管理机下连整个供电系统上所有设备，上连集中控制室管理机，通过通信管理机可实现电力系统四遥功能。
3智能低压系统的运用方法
3.1开关柜的操作和控制方式
传统的开关柜仅适合现场人为操作，全部由主令电器元件组成的传统配电系统往往很复杂，使用的元器件多，布线复杂，日常操作、维修非常不方便；而智能开关柜由智能器件与断路器、继电器、PLC等组成配电系统，系统内元器件少，智能元器件之间通过通信网络连接，布线简单，不仅能够就地操作，还能远程监控，如果装上通用分组无线服务（general packet radio service，GPRS）装置，利用移动手机客户端，用户可以随时随地查看系统内各个元器件的实时运行状态。
3.2智能低压控制系统的运用
该控制系统主要由PLC单元、智能专家系统、温度与压力传感器、电源、电磁阀和比例阀等7个功能模块组成，其中PLC单元和智能专家系统是反重力低压铸造控制系统的核心，实现铸造系统硬件和软件系统的智能控制功能。温度传感器与压力传感器是低压铸造控制系统的输入设备，起到监控铸造系统生产状况，并将状态信息反馈给控制单元的作用。电磁阀和比例阀是控制系统的控制输出设备，负责通断气路和调节气压。触摸屏是系统的人机界面，负责系统运行状态的监视。
3.3智能低压无功补偿装置的运用
无功补偿电容器投、切时刻，MOC3083的投切信号以及晶闸管中的电流波形。在投、切时刻晶闸管响应时间为6～7 ms，满足开关动作的快速性要求，能够达到实现动态无功补偿的目的。无功补偿电容器投、切时刻其端电压的变化情况为在电压过零时刻投入补偿电容器后电容器电压的变化情况，可见该装置能够很好地达到控制要求，补偿电容器在投入过程中对电网产生的影响较小；为该装置在电流过零时刻切除补偿电容器后电容电压的变化情况，可见切除电容时不产生过电压，电容在很短的时间内（0．2 s）完成放电。
3.4人机界面运用
为了方便用户体验，智能配电系统人机交互界面通常选用面板安装式触摸屏装置，安装在配电室控制柜面板上。触摸屏通过数据通信线与PLC连接，触摸屏将PLC采集到的信号或者经过处理的信息完整地显示在界面上，可以非常方便地看到整个配电系统的运行状态。触摸屏支持智能配电系统的四遥功能，用户通过触摸屏可以查看各断路器的位置信号，配置整个技术与应用配电系统内各个智能元器件的参数，遥控备自投系统的投入与退出，同时通过触摸屏可以查看各回路的运行电流电压等信息。为了防止非操作人员误操作，触摸屏配置有密码保护功能。用户想要进入触摸屏操作界面，首先需要输入正确的密码口令后才能进入操作系统进行下一步操作；触摸屏在无动作5min之后，会自动锁屏，实现系统安全保护。
结束语
随着国家“互联网+”智能电网计划的推进，建设智能、高效、安全的电力系统将是未来一定时期电网建设的重要任务。而泛在电力物联网概念的提出，势必会推动智能控制系统新技术的发展。随着智能配电系统不断地更新完善，必将推动智能配电技术向更高层次发展。随着智能电网的发展，微电子技术不断更新，新的智能配电设备也将会不断地被研发并运用于各配电领域。
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论文作者:许兴林1.2.3.4
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：智能论文; 系统论文; 低压论文; 控制系统论文; 触摸屏论文; 电网论文; 电容器论文; 《电力设备》2019年第19期论文;