低壓電器智能化的發展回顧及技術要求

1)各類低壓電器根據其低壓配電、控制系統中地位與作用應具有哪些智能化功能?如何實現這些功能?

2)智能化低壓電器標準研究與制定;智能化功能測試設備、測試方法研究。

3)智能化低壓電器集成技術研究;多種智能化電器集成時，對不同低壓電器智能化功能舍取;多種功能重疊時相互協調與配合研究。

4)智能化低壓電器可靠性(包括EMC技術)研究。

2、智能電器可通信技術研究

智能化低壓電器強大功能充分發揮，必須依賴于低壓配電與控制系統網絡化。為此，對低壓電器提出了可通信要求。為了滿足網絡化要求，又將涉及一系列技術的研究。

(1)網絡化電器與系統標準化研究。

(2)高、中、低壓配電系統無縫連接技術研究。

(3)智能網絡系統配套附件研究與開發。

(4)智能網絡系統典型方案與整體解決方案研究。

(5)可通信電器試驗方法研究及相關檢測設備研制并建立相應試驗基地。

3、智能配電系統過電流保護新技術

當配電系統發生非正常過電流時，低壓電器應及時斷開。為了使故障停電限制在最小范圍，低壓電器應有選擇性斷開。即故障級保護電器迅速切除故障電路，上級保護電器不跳閘，這對智能電網尤為重要。

智能電網配電系統過電流保護應達到什么樣目標?

1)過電流選擇性保護應覆蓋整個低壓配電系統，包括終端配電系統。

2)實現全電流范圍內選擇性保護，當下級故障電流達到上級瞬動電流時也能實現選擇性保護。

3)在極短時間內實現選擇性保護(控制在200ms以內)。

4)從根本上消除系統短路時越級跳閘或上、下級斷路器同時跳閘的狀況。確保故障停電限制在最小范圍。

為了實現全范圍、全電流選擇性保護需要解決以下技術關鍵：

(1)全范圍、全電流選擇性保護總體解決方案研究

(2)區域聯鎖選擇性保護技術研究

(3)萬能式斷路器全電流選擇性保護技術研究

(4)塑殼斷路器限流選擇性保護技術研究

4.智能電網過電壓保護技術由于智能電網中大量采用網絡化、信息化技術及相關設備，這些設備中含有大量電子器件，相當一部分設備本身就是電子化的。它們容易受雷電和系統中其他開關設備操作過電壓傷害。另外，智能電網中必然包括分布式新能源系統，這些系統無論是發電設備還是控制設備同樣易受過電壓傷害，因此智能電網過電壓保護尤為重要，它涉及的關鍵技術主要有以下幾個方面。

1)智能電網SPD配置技術(整體解決方案)。

2)智能電網用SPD產品結構與性能研究。

3)智能電網用SPD使用安全性研究。

4)智能電網用SPD組合技術研究。

四、智能電網對低壓電器智能化提出的要求及發展機遇

智能電網是一個完整的體系，它要涵蓋發電、輸電、配電、調度、變電和用電等各個環節。據不完全統計，電力系統80%以上的電能是通過用戶端配電網絡傳輸到用戶，并在終端用電設備上消耗的。用戶端涵蓋了從電力變壓器到用電設備之間對電能進行傳輸、分配、控制、保護和能源管理的所有設備及系統，主要包括智能低壓電器、智能電表和智能樓宇系統。作為用戶端中起到控制與保護作用的核心電器設備——低壓電器，其特點是量大面廣，處于電網能量鏈的最底層，是構建堅強智能電網的重要組成部分。因此，要打造智能電網首先必須要實現作為電網基石的用戶端低壓電器的智能化，由此構建的用戶端智能配電網絡是構成智能電網的重要基礎，網絡化、綜合智能化、可通訊的低壓電器將是未來的主流發展方向。

1、智能電網采用統一平臺與標準，便于新一代智能低壓電器的開發與應用。

智能電網要求用戶端采用統一、標準化的產品，使目前各種自動化系統、監控系統、管理系統和在線監測裝置中的測量、保護、控制等功能能在新的、統一的、標準的技術支持系統中逐步集成、整合，并最終實現各種技術的高度融合，從而為提高智能電網系統可靠性、縮短安裝和維護時間等帶來利益。這將為新一代智能低壓電器的開發與應用帶來極大的便利。

2、智能電網堅強、自愈、互動、優化等要求將極大地促進具有早期預警與快速安全恢復和自愈等功能的新一代智能低壓電器的開發與應用。

根據智能電網堅強、自愈、互動、優化等要求，將智能電器構成系統采用網絡信息技術、現代通信技術和測量技術實現系統的壽命管理、故障快速定位、雙向通信、電能質量監控等功能。應用智能配電網中的低壓電器信號采集系統實現數字化，既能確保足夠的采樣速率和良好的準確度，又便于對事件進行早期*估和通過對實時數據的分析進行故障早期預警;通過網絡監測器快速定位故障點;通過網絡重新架構、優化網絡運行以及配網故障時的故障隔離和非故障區域的自動恢復供電，實現配電網的快速安全恢復和自愈，從而全面滿足智能配電網的保護與控制要求。因此隨著智能電網的建設，新一代智能低壓電器的應用將越來越廣泛[3]。

3、智能電網在可再生能源發電、提高電能效率和質量等方面對低壓電器提出新的要求。

一方面為了實現可再生能源發電的利用和電能的削峰平谷以提高電能效率而開發的可再生能源發電系統，以及電動汽車等用電設備的快速充電裝置等，需要開發適用于這些系統的具有特定功能和性能要求的低壓電器;另一方面，這些設備(如變流設備、并網設備、能源的間歇接入設備、充電裝置等)的應用將嚴重影響電能的質量，因此隨著諧波抑制、無功補償、瞬變過電壓抑制和可再生能源發電系統過電壓抑制與保護、自適應的動態抑制設備、#即插即用?分布式電動汽車充電站設備等大量需求的誕生，對低壓電器也提出了更多更高的要求，傳統低壓電器將面臨延伸和拓展，這又將是低壓電器新的發展機遇。

4、智能電網建設大力推動可再生能源的利用和電能供求的管理，這也將促進低壓電器向網絡化方向發展。

可再生能源發電系統的應用，打破了傳統的生產、消費模式，形成了生產者與消費者的雙向互動服務體系。多種輸入數據，包括定價信號、分時計費、電網負荷情況，通過先進的管理軟件，根據用戶需求采用靈活配置的方式，促進用戶參與電網運行和管理，平衡用戶電力需求，滿足其需求與供電能力之間的供求關系，起到減少或轉移高峰電能需求、減少熱備發電站、進一步提高電網節能效果并提高電網供電可靠性的作用，從而最大限度地節約資源和保護環境。這既需要開拓全新的運營管理模式，又需要具有雙向通信、雙向計量、能源管理等網絡化的低壓電器產品及系統的支撐，因此這些需求也將促進低壓電器向網絡化方向快速發展。