智能（高级）终端:电表行业由量测技术拓展至智能化控制补偿产品产业化开发应用的创新课题
（第2部分）
中国现代电网量测技术平台
张春晖
2017年3月24日
2,顺应智能配电网建设高端技术的需求，推进配电台区智能（高级）终端系列产品开发应用的产业化探索
新的一年，面对智能电表招标总量大幅下降，计量新原理电表暂时需求不旺的情况，电表企业如何再发展？本文作者认为:电表企业要在继续用心做好国网智能电表保底市场集中招标工作基础上，可选的再发展路径主要有:
•电网用数字电表，直流电表，用户光伏并网监测管理系统等专用小批量产品开发
•开拓电力用户自采购市场，营销传统电表终端产品，统计电表，用户内部电力负荷与能效监测控制系统
•传统电表终端经技术改进后出口
•企业转型产品开发，包括配电设备/系统，新能源产品，走贴牌仿制或兼并另类企业的捷径。
但是，以上这些常规产业市场的低价位竞争激烈，拓展批量新用户也很困难。
在目前新的情况下，:"振兴实体经济"，"实施创新驱动发展"的要求，具有经济技术实力的电表企业，重点应选择具有长期市场前景，开发有一定难度
的电网监测控制技术创新产品的开发。
本文作者经汇总分析我国智能配电网发展前景和电网量测控制领域新技术的应用情况，提出"顺应智能配电网建设高端技术的需求，推进配电台区智能（高级）终端系列产品开发应用的产业化探索"课题，作为今后几年电表行业拓展技术创新产品开发重点课题的建议。
新课题开发对电表行业长期发展的重要性？
1）创建智能化产品新产业的时机合适
•近几年，国网坚强智能电网建设投资的重点是特高压工程与刚起步的智能配电网网架和主站重构。配电台区:从配电变压器高压端鈕到用户的供电区域，由配电变压器，智能电表，配电监测控制终端，低压线路和用户侧设备组成。其中，配电监测控制终端（简称配电终端）应用量很大。
•现有配电台区低压电网运行指标监测控制管理，包括低压电网运行电压，电流及其相位差，有功无功功率，电能量，电能质量，配电台区线损等，主要由智能电表和配电终端进行在线监测，单指标自动控制，属于低压电网运行指标开环定值管理。
•鉴于国网忙于高电压端的智能电网建设工程，配电网网架主站重构工程量大，需要较长的周期
。电表行业先期进入配电台区低压电网智能化高端技术开发，将提前为智能配电网用户侧智能化发展探索，铺路，积累经验，也为电表行业长期发展培养一批智能控制技术开发人才，创建起智能化产品新产业。
2）配电网用户侧智能高级应用功能的开发，体现出技术创新理念
长期以来，国网的配电网技术滞后，是短板，正在集中力量补上配电网标准化，网架主站重构，启动配电网智能化进程。
智能配电网建设的目标？至今，尚未见到国网在这方面的系统研究报道。
2009年9月，清华大学学者提出:"智能电网是指以标准化接入为基础，以信息共享，智能决策和综合调控为主要手段，具有多指标，自趋优运营能力的电网"。在配电网的配电台区，该论述反应了电力用户期望得到可靠优质电能的同时
，尽量降低成本的要求。
面对千家万户的配电网用户侧，如何提高配电台区运营能力，实现多指标，自趋优的高端目标？是道技术创新难题。
•前面已经指出:现有配电台区的在线监测控制系统
，属于运行指标开环定值管理，难以快速达到多指标，自趋优的高端目标。
•再说近年来发布的智能配变终端技术标准
2015年，电力行标«智能配变终端技术条件（dl/t1442----2015）»发布，规定智能配变终端需要集成的功能:配变监测与保护，用户用电信息监测，配变计量总表监测，配电设备状态监测，电力负荷管理，电能质量管理，线损计算，经济运行分析，互动化管理，分布式电源接入等18项在线监测
控制功能。特别是电能质量管理项目，要求"支持动态无功补偿和有源滤波混合模式，对配电台区无功功率进行快速动态补偿，对频率，大小都变化的谐波进行抑制，能跟踪补偿快速变化负荷的各次谐波，并对台区负荷三相不平衡问题进行治理"。
2016年，国网发布:«智能配变终端技术规范（征求意见稿）»提出:智能配电台区要"实现电能分配，电能计量，无功补偿以及供用电信息的自动测量，采集
，监控等功能，并具有标准化，信息化，自动化，互动化的智能化特征"。
"智能配变终端，集供用电信息采集，设备运行状态监测，智能控制与通信功能于一体的二次设备"。
在采用通信新技术方面，该技术规范规定的接口要求:
终端远程通信接口:应具有以太网，2g/3g/4g公网远程通信接口
终端本地通信接口，应具备rs232/rs485串口，以太网，宽带载波通信接口，微功率无线通信接口。
该技术规范明列的智能配变终端功能要求，与电力行标dl/t1442----2015基本相同，但分成基本功能与扩展功能两类列出。并将"电能质量综合治理:支持动态无功补偿和有源滤波混合模式",列入扩展功能。
以上这些相继出台的智能配变终端标准，集成了名目繁多的配电台区运行指标，采用多种现代通信方式，模块化结构设计，并具有标准化，信息化，自动化，互动化的智能化特征，就定义为智能配变终端。需要指出:这些智能配变终端标准的重点是规定了配电台区多指标在线监测，单指标自动控制要求。电能质量综合治理项目，作为扩展功能要求。终端的"四化"智能化特征，与国网坚强智能电网的特征基本相符合。但与配电台区运行多指标，自趋优的高端目标和智能控制技术路线还有很多差异，属于智能化初级阶段技术。
•在叙述智能（高级）终端之前，需要明确3个名词
北京邮电大学:«智能信息技术»提出:
智能机器:"能够在特定的环境中自主地或与操作人员交互作用执行各种通常需要人来完成的任务的机器"。
自动控制:"能按规定程序对机器或装置进行自动操作或控制的过程"。
智能控制:"驱动智能机器自主地实现其目标的过程，或者说智能控制是一类无需人的干预，就能够独立驱动智能机器实现其目标的自动控制"。
"智能控制的关键在高层:在于对实际环境或过程进行组织，即决策和规划"。"低层控制一般属于常规控制系统"。
•配电台区智能（高级）终端是智能机器，具有自主决策和规划/响应功能
配电台区的低压电网，运用智能（高级）终端构建多输入多输出（mimo）智能控制系统
，即构建低压电网多指标在线监测与控制补偿闭环优化系统，按照模糊神经网络算法，以信息共享，智能决策和综合调控为手段，经过快速，反复，精确的系统操作，实现配电台区多指标，自趋优运行的高端目标。
为拓展配电台区智能（高级）终端的应用领域，其智能化高级应用功能设计有:
提高配电台区低压电网多指标，自趋优运营能力
在现场自主进行紧急事件处理
多路径优化搜索
实现配电网与用户互动
，即具有多通信方式网关功能。
3）配电台区智能（高级）终端有长期的市场前景
目前国网配电台区应用的配电终端，主要有4类:公用配变终端，用户专变终端，采集用集中器，用户电力负荷管理终端，共计约1280万台。其中:
•公用配变终端约400万台，包括城网10kv公用配变终端140万台
，农网10kv公用配变终端260万台，由电网供电生产部门管理。
•用户专变终端，估计470万台，由电网营销部门管理。
•采集用集中器，经折算约320万台，由电网营销
部门管理。
•用户电力负荷管理终端
，估计90万台，包括大工业户电力负荷管理终端50万台，其它专变用户电力负荷管理终端估计40万台，由电网营销部门管理。
[注:配电网的馈线终端（ftu）,站所监测终端（dtu），主要用于配电网网架安全运行管理，不列入本文讨论范围]
配电台区智能（高级）终端系列产品预期需求:
•公用配变终端（400万台），随着国网智能配电网用户侧建设的推进，如有50%的公用配变终端改用智能（高级）终端，国网需用200万台。
•用户专变终端（470万台）
，如有30%改用智能（高级）终端，国网需用140万台。
以上两项合计，国网智能配电网用户侧建设需用配电台区智能（高级）终端340万台。
本文暂时未将采集用集中器
，用户电力负荷管理终端列入智能（高级）终端拓展应用范围，需进一步论证再说。
再是，配电台区智能（高级）终端系列产品的技术创新理念和高级应用功能，适用于水，气，热能源计量领域拓展技术创新产品开发应用，本文后续部分将作专题讨论。
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