低碳建筑智慧供配电系统设计标准

低碳建筑智慧供配电系统设计标准

CodefordesignofinteIIigenteIectric

powersuppIyanddistributionsystemfor

low-carbonbuiIdings

（征求意见稿）

2022.12

目录

1总则

2术语

3基本规定

4系统构架及功能要求

4.1一般规定

4.2系统分类

4.3系统功能

4.4系统设备

5系统设计

5.1一般规定

5.2系统类型选择

5.3系统设备配置

5.4网络配置

5.5布线要求

5.6管理站

6平台设计

6.1一般规定

6.2平台功能

6.3软件编制与系统构建

附录A智慧配电系统建设要求

附录B系统功能配置表

附录C全年碳排放估算

附录D系统设计示例

1总则

1.0.1为实现建筑的低碳目标，促进用户端智慧供配电

系统的应用和发展，规范智慧供配电系统的设计，制定

本标准。

1.0.2本标准适用于以低碳为建设目标的新建、改建、

扩建工程的35kV及以下智慧供配电系统设计。

条文说明:本标准规定的智慧供配电系统,主要适用于

0.4kV低压系统,同时应预留10kV〜35kV电力监测系统的

接口,便于将变电所高压一次侧的数据也一并纳入智慧

配电系统进行统一监测,集中管理。电力监控系统的高

压二次继电保护功能是否接入智慧配电系统需与当地供

电部门沟通后确定。

1.0.3智慧供配电系统的设计应以节能减排、节材、资源

共享、提高用电安全性为原则，采用节能、高效、低碳

的技术措施，合理采用分布式能源，降低能源消耗，促

进低碳绿色建筑的发展。

条文/兑明:本条是针对智能设备在目前实施中容易发生

的问题而规定的一个总原则。智慧配电系统应以节省占

地、设备、管线等资源,规避成套设备内杂乱臃肿为主

要设计原则,提倡设备整体协调控制,提高运维技术水

平,同时又有良好的经济性为目标,避免采用各系统重

复配置节点设备、增加系统复杂性的构建方式。

1.0.4智慧供配电系统的设计除应符合本标准外，尚应符

合现行相关国家规范、标准及行业标准的规定。

条文说明:智慧配电系统的设计应以满足现行国家及地

方规范为前提,参照本标准设计,当条文发生冲突时,

应按要求高的条款执行。

2术语

2.0.1低碳low-carbon

低碳是指较低或更低的温室（二氧化碳为主）排放。

条文说明:本标准中低碳主要是指通过应用智慧配电技

术,实现建筑物能源的整合,通过负荷的调控,实现能

耗的最低化;通过整合、优化建筑内部的各监测控制系

统,避免成套设备内部元器件排布及接线的杂乱臃肿,

有效节省占地、设备、管线等建材资源;通过人工智能

技术实现设备的整体协调控制,提高运维技术水平和效

率,从而降低建筑运维阶段的碳排放。

2.0.2可再生能源renewableenergyresource

经使用、消耗、加工、燃烧、废弃等程序后，能在

一定可预见的周期内重复形成的、具有自我更新和复原

特性，并可持续被利用的一类自然能源。

2.0.3分布式电源distributedgeneration

布置在电力负荷附近，能源利用效率高并与环境兼

容，可提供电、热（冷）的发电装置，如微型燃气轮机、

太阳能光伏发电、燃料电池、风力发电和生物质能发电

等。

2.0.4绿色电力greenpower

利用太阳能、风能、核能、水能、生物质能等清洁

能源发出的电力。

2.0.5智慧供配电系统intelligentelectricpowersupplyand

distributionsystemISDS

具备部分或全部感知、记忆、学习、分析、判断、

执行的综合能力，实现配电综合监测、自动分析诊断、

综合保护、节能控制、多系统融合、用户端泛在互联的

高效配电及管理系统。

条文说明：系统采用动态配电系统图形化界面及开放型

的数据接口,便于使用和维护,具有扩展和二次开发功

能；系统可对配电线路及装置、用电侧负荷的运行情况

进行监视、控制和保护,同时具有预警、告警、提供运

维策略等功能。

智慧供配电系统应充分整合配电装置及用电负荷的

协同运作,提升整个配电用电环境的可靠性、安全性和

节能性,有效降低能源和物质消耗,减少碳排放,助力

低碳建筑的建设目标。

2.0.6一体化智慧供配电系统coalescentISDS

将硬件与软件、电气与智能化、一次与二次线路、

多个相互独立系统单元在统一标准中进行融合设计，配

备专业标准数据库的智慧配电系统。

条文说明:一体化使得系统能够实现优于和多于原独立

单元叠加组合的性能。可采用智能模块型或智慧箱柜集

成型智慧配电设备和智慧配电软件,实现多个“弱电系

统”软粳件合一,并实现对配电与用电进行统一监测、

保护、控制和管理的智慧配电系统。

2.0.7局域型智慧供配电系统localtypeISDS

仅包含一个变电所，或仅包含二级配电或/和末端配

电的智慧供配电系统。

2.0.8区域型智慧供配电系统regionaltypeISDS

包含一个变电所和其下级配电的智慧供配电系统。

2.0.9中心型智慧供配电系统centraltypeISDS

包含多个区域或多个变电所的智慧供配电系统的组

合。

2.0.10智慧配电管理平台一intelligentelectricpower

distributionmanagementplatform

是对智慧配电系统数据进行集中分析处理、统一管

理各级配电系统运行和各子系统的监测运维集合。

2.0.11智慧配电设备intelligentelectricpowerdistribution

equipmentIDE

通过对配电回路本地数据采集、分析计算、存储和

收发，实现配电监测、控制、保护、管理，具备通信功

能，与智慧配电管理平台协同工作的设备。

条文说明:智慧配电设备是指除管理站之外所有设备的

统称,具体包括智能断路器型智慧配电设备、智能模块

型智慧配电设备、智慧箱柜集成型智慧配电设备三种类

型,应用时可单独使用也可混合使用。为减少建筑材料、

运维、施工的低碳排放,优先采用智能模块型、智慧箱

柜集成型智慧配电设备。

2.0.12智能断路器型智慧配电设备intelligentcircuit

breakertypeIDE

由智能断路器及其配套功能附件和功能模块、采集

传输设备等组成的设备组。

条文说明:智能断路器功能附件和功能模块种类较多,

如通信附件、区域连锁附件、控制附件、远程控制附件、

欠压/失压保护附件、漏电模块、显示模块、网关设备等,

根据功能需要在断路器上配备相应的附件或断路器外配

置功能模块,以实现智慧配电的功能。

2.0.13智能模块型智慧配电设备intelligentmodulartype

IDE

由智能单元模块、智能局域管理器和配电回路开关

设备组成的设备组，

条文说明:智能模块型智慧配电设备包括智能单元模块、

智能局域管理器和配电回路开关,在功能方面实现了一

体化,使配电系统的性能大大提升。智能模块型智慧配

电设备能够配合配电回路开关实现智慧配电保护、控制。

智能模块型智慧配电设备可通过有线或无线的方式与平

台通信。

智能模块型智慧配电设备具备自备电源,持续工作时间

不少于2h。当正常工作后主电源发生断电时,也能支撑

设备运行,以查询故障事件记录。

2.0.14智慧箱柜集成型智慧配电设备intelligentcabinet

integratedtypeIDE

采用模组化结构，集成智慧配电操作系统、配电管

理单元和配电主回路设备于一体的配电箱（柜）。

条文说明:智慧箱柜集成型智慧配电设备是内置智慧配

电操作系统、经过充分设计的箱柜总成,分为智慧配电

柜和智慧配电箱。其功能、结构、安装等方面一体化程

度高,将硬件与软件、强电与弱电、配电与用电、多个

相互独立系统单元在统一标准中进行融合设计,配备专

业标准数据库,大大增加用户设计、使用的便捷性,提

高整体可靠性,更加助力建筑低碳。

智慧箱柜集成型智慧配电设备具备智能模块型智慧配电

设备的全部功能,同时采用一体化装配式结构,强弱电

隔离,具备与外部连接的统一强电端口和弱电端口;台

理化设置箱柜内部强弱电器件和线路的布局,符合电磁

兼容要求,降低在设备安装、布线时为满足电磁兼容要

求的施工难度;采用标准模块化结构,具备箱柜自检功

能,能够以模块为单位进行快速维护维修,提高运维效

率;设置箱柜内全部回路的故障告警显示和状态查询界

面,提供交互窗口。智慧配电箱柜是一体化的独立产品,

可以直接设计使用。

2.0.15智能单元模块intelligentunitmodule

对供配电回路和设备的运行数据和状态进行采集、

运算、分析、存储、通信的一体化智能终端设备。

条文说明:智能单元模块是一个具备数据收集、运算、

分析、存储、通信功能的独立设备,内置操作系统,其

持多路模拟量、数字量、开关量信号的监测输入和指令

输出;在配电回路中配合回路开关设备（通常是断路器

或接触器等）即可实现控制、保护多种功能。

智能单元模块可与任意品牌断路器配合使用;具备

电参量、电能质量、故障、回路状态、设备状态、变压

器、应急电源、环境等监测功能;具备基本控制和智能

控制功能;具备基本保护和智能保护功能;具备显示交

互界面,支持本地信息查询、回路状态显示、设置操作;

具备通信功能,将本地的数据上传至智慧配电管理平台。

2.0.16智能局域管理器intelligentlocalmanagement

device

能够对多台智能单元模块及其它检测设备上传的信

息进行集中处理、计算、存储、下发指令、协议转换、

上传通信的装置。

条文说明:智能局域管理器可接收智能单元模块的数据,

进行存储、运算,下达指令给智能单元模块;同时可将

数据上报智慧配电管理平台,并接收平台的指令下达相

应智能单元模块。智能局域管理器可提高系统运行效率,

提高协同性,对智能单元模块进行监控管理,并支持其

它设备如智能水表、智能燃气表、智能SPD、数字电表

等接入。智能局域管理器可接入256台设备;兼容多种通

信协议,支持以太网通信、无线通信、电力载波通信以

及串口通信,具备相应端口。

2.0.17柔性保护flexibleprotection

根据配电系统参数的变化分析，进行配电设备保护

参数的适应性调整.

2.0.18柔性负荷控制flexibleloadcontrol

通过管理建筑中具有可调节、可转移、可中断特性

的用电设备，改变负荷的运行状态，提高电力系统的调

峰能力。

3基本规定

3.0.1为适应建筑低碳的建设要求，加强电气设备的用

能及控制协调能力，提高运行效率、降低维护成本，实

现建筑节能减排，建筑及园区的35kV及以下供配电系统

宜采用智慧供配电系统。

条文说明:减碳经济产业体系包括火电减排、新能源汽

车、建筑节能、工业节能和循环经济、资源回收、环保

设备和节能材料等。建筑行业作为与工业耗能、交通耗

能并列的三大“耗能大户”之一,建筑耗能占到社会总

能耗的46.5%,碳排放占全国碳排放比重的51.3%(根据

《中国建筑能耗研究报告(2020)»的统计),其中建

筑运行阶段能耗占全国能源消费总量的比重为21.7%,建

筑运行阶段二氧化碳排放量占全国碳排放比重的21.9%,

因此要实现双碳目标,建筑节能首先要解决如何减低建

筑运维阶段的能源消耗和二氧化碳排放问题。应用智慧

供配电系统技术,能够充分提升建筑内部各类电器设备

的整体协调能力和控制能力,大幅提高建筑的运行效

率,通过数据分析、云计算、自适应等人工智能技术手

段,实现预警、告警、能源再分配、节能分析、控制等

功能,可提高系统运行的可靠性和用电安全性、避免人

为疏漏、实现设备全寿命周期的自动化管理,降低人力

成本,从而有效降低建筑的能源消耗和碳排放。因此要

求35kV以下的供配电系统应采用智慧供配电系统。

3.0.2智慧供配电系统应合理配置智慧配电设备，实现智

能管理，并符合下列要求：

1应选择符合功能要求和能效标准的智慧型配电设

备和用电设备，合理应用能碳双控技术。

2宜采用智慧箱柜集成型或智能模块型智慧供配电

系统，实现资源共享、节材降碳。

3提高供电可靠性和用电安全性。

条文说明:智慧供配电系统通过对各类数据的综合分析、

运算、处理,为供电侧连续性提供诊断及自动控制条件,

同时能够识别用电侧电流电压异常,特别是对没有到达

断路器保护分断电流阈值的危险电流进行保护,如小过

载电流、故障电弧等,提高用电侧安全性。

1能碳双控指既能节约电能消耗,又能减少碳排放,

节能降碳,双重控制。节约电能主要通过选择节能型用

电设备,利用智慧配电系统技术监测用电侧的用电习惯、

设置节能条件、柔性控制负荷等方式,调节、转移、中

断非必要用电负荷,实现节能目的。碳排放主要来源于

化石能源的适用,因此降低碳排放主要通过提升能源利

用效率、建筑运行管理效率以减缓甚至降低二氧化碳的

排放。太阳能、风能、水能等可再生能源以及核能属于

零碳能源,可再生能源代替化石能源对于能源系统转型

具有举足轻重的作用,可有效降低碳排放,但是随着可

再生能源的快速发展和应用,对电网稳定性带来了一定

的隐患,因此可再生能源应按照电网承载能力有序接入,

并纳入电网调节统一控制。用户侧的可再生能源系统应

纳入智慧配电系统统一调控监测,最终实现能碳双控目

标。

2当前低压配电系统智慧化发展有两种技术实现路径,

一条是采用智慧箱柜集成型或智能模块型智慧配电设备,

另一条是采用智能断路器及其附件组成的智慧配电系统。

智慧箱柜集成型或智能模块型智慧配电设备中断路

器仅仅是执行机构,当智能设备失效等原因造成系统不

能发挥部分或全部作用时,主系统（一次系统）仍能保

持原来的运行状态或立即切换到安全运行模式,此时系

统仍具备基本的配电及保护功能。故建议优先采用智慧

箱柜集成型或智能模块型设备组成的智慧供配电系统。

智慧箱柜集成型智慧配电设备为成套一体化柜（箱）,

能将强弱电、配用电等多个相互独立的系统单元在统一

标准中融合设计,具有集成度高,系统兼容性好的特点。

3.0.3应合理制定自备分布式能源的供电方案，评估场

地内利用口J再生能源的可行性。

条文说明:分布式能源应根据当地的气象资料选择合理

可行的可再生能源系统。并应根据适用条件和投资规模

确定可再生能源的用能比例和保证率。自备分布式能源

系统接入公共电网的方式可分为并网系统和独立系统,

当采用并网系统时应具有相应的并网保护功能。按储能

装置形式又可分为带储能装置系统和不带储能装置系统,

采用何种系统膨式应根据当地电网要求、用户的电力需

求以及系统负荷特性确定相应可行的能源接入方案。

3.0.4外部电源应优先消费绿色电力，通过绿色电力交

易、绿证交易满足绿色电力消费比例，绿色电力消费比

例不宜低于项目整体电力消费的20%,并应满足当地的最

低占比要求。

条文说.明:绿色电力是为电力消费者提供一个选择绿色

能源消费的机会,目前技术比较成熟的是风力发电和太

阳能光伏发电,用户可以通过支付比常规电力稍高一点

的价格交易绿色电力,也可以通过自建分布式能源系统

（以太阳能光伏发电为主）获取绿色电力,从而起到保

护环境的作用◊

消费绿色电力从长远看是一种更具可持续发展理念

的行为,是目前国家大力倡导的。但是绿色电力还处于

发展阶段,当前并不能代替常规电力大规模使用,参照

《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019的规范,可再生

能源提供电量比例大于4%时,可得10分（可再生能源利

用评分最高分）,结合绿色电力的消费费用和技术发展

趋势,以及各地方电网对可再生能源发电系统安装比例

的要求,综合评估,确定了绿色电力消费比例不易低于

整体电力消费的20%。的规范。

根据绿色电力分布时段,有序消纳绿色电力,通过

与碳排放核算权交易的衔接,逐步提升用能电气化水平。

3.0.5分布式能源系统应根据当地供电部门的要求、并

网容量和配电网条件设置，并符合下列要求：

1应选择适宜的电压等级接入用户侧配电网；

2具有向上级供电系统输送的条件；

3系统的运行状态及参数应接入智慧供配电系统。

条文说明：3分布式能源系统以下参数应接入智慧供配电

系统统一监测。

1）能源类型、规格、数量、安装位置、并网状态、

最大装机容量;

2）系统运行信息包括:有功、无功、电流等;

3）逆变器状态信息、无功补偿装置信息;

4）并网点的电压、相数、相位、频率信息;

5）电能计量信息。

3.0.6采用太阳能光伏系统作为分布式能源时，应结合

建筑特点，可优先采用建筑一体化太阳能光伏发电系统,

并满足以下要求：

1建筑光伏系统各并网点电压等级应根据装机容量、

当地电网条件，通过技术经济比选确定；

2按照就近接入、就地平衡消纳的原则进行设计；

3公共区域照明配电可优先采用直流配电技术。

4光伏系统不应作为应急电源。

条文说明：1当光伏系统容量在500kW以下或小于变压

器装机容量的25%时,宜采用380V并网。

3.0.7智慧供配电系统的组建模式应符合下列要求：

110kV〜35kV供电系统应具备接入智慧供配电系统的

条件。

2变电所应采用智慧供配电系统，建筑物低压总配

电室/二级配电室宜采用智慧配电系统，末端配电间应具

备智慧配电系统接入的升级条件。

3应急电源系统应采用智慧配电系统或具备接入智

慧配电系统的条件，

条文说明:110kV〜35kV供电系统通常会设置中压综保等

智能终端,或配置配电自动化系统,对10kV〜35kV侧供

电回路进行智能管理。中压综保等智能终端或配电自动

化系统的参数应能够接入智慧供配电系统统一显示、监

测。

3.0.8低压配电系统的设计应符合下列要求：

1具有柔性负荷控制功能。

2减少配电级数、电流转换级数、交/直流的变换级

数。

3统筹考虑监测、控制、保护、管理等功能，优先

选用功能合一的设备。

4智慧配电管理平台，应通过对数据、模型、图形的

管理，实现对配电系统的动态监管，实时监管建筑物的

碳排放数据。

条文说明:1柔性负荷控制对于低碳建筑具有重要的意

义，建筑物内的用电负荷根据供电可靠性及中断供电所

造成的损失或影响程度,分为特级负荷、一级负荷、二

级负荷及三级负荷。特级负荷和一级负荷不应参与柔性

负荷控制,二级负荷不宜参与柔性负荷控制,三级负荷

根据负荷的特点采用可调节、可转移、可中断的手段来

调节用电负荷,以适应电源侧的供电能力。如空调、新

风等变频设备可通过对温度的调节,在一定时间内减少

用电负荷容量;充电设备和蓄热设备可以改在用电低谷

时运行;用电设备大的非重要设备,如洗衣设备、实脸

设备可采用临时中断运行的方式。通过负荷的调配可以

减少变压器的装机容量,减少供电侧负荷需求。

2本条是为减少配电传输的损耗而规定的。

3.0.9低压配电系统的柔性负荷控制，应具备下列条件:

1系统应根据负荷性质、运行特性、管理方式等对用

电设备进行分类配电;

2系统应根据建筑功能分区计量，并按负荷类型进

行分项计量；

3应根据季节性负荷、短时工作制负荷、长期工作制

负荷的运行特性合理配置变压器，提供投入/退出系统的

运行条件；

4变电所回路应具备遥调、遥测、遥控、遥信功能,

建筑物低压总配电/二级配电回路宜具备遥调、遥测、遥

控、遥信功能；

条文说明:

1在变配电系统的设计阶段,根据用电负荷的负荷等

级、运行特性和管理方式,对各用电设备的供电可靠性、

安全性、连续性预先分析,制定保障措施。在计算变压

器容量时,并非按照所有用电设备的额定容量相加选取

变压器,而是使用设备的计算容量。根据平时和一、二

级负荷总量来分别算出计算负荷容量的最大值,以最大

值作为选取变压器容量的依据。变压器容量有限,为了

使变压器工作在合适工况下,戒少维护成本,在遇到变

压器检修、火灾以及一路停电等非正常状态时,通常采

取切除不重要负荷的方法,避免变压器长时间超载运行,

保证重要负荷的供电可靠性。在遇到一路市电停电或者

检修时,可通过联络母线,将一组变压器所带的负荷切

换至一台变压器供电。若实时用电负荷超过一台变压器

的负载能力,则应该切除部分不重要负荷,保证其余重

要负荷供电。这种情况下通常是按负荷等级的高低,先

切除全部三级负荷,再考虑切除二级负荷。当一台变压

器运行时,若供电缺口不大,只需切除少部分用电负荷

就能满足变压器安全运行的条件时,就需要对用电负荷

按照重要性进行排序,依次切除更不重要的用电负荷,

减少建筑物内的停电范围。在确定出各用电负荷负荷等

级的基础上,根据停电对建筑物内使用人的影响,对用

电负荷进行重要性的排序,如建筑立面照明、屋顶亮化

照明等装饰性可优先切除,建筑内房间、走廊、楼梯间

照明等应优先保证。

2三级计量主要包括变压器低压侧总进线、变电所的

各馈出干线、二级配电箱的各分支干线。通过对各区域

用电负荷的计量,为行为节能创造条件;通过对照明、

动力、空调等不同类别的负荷计量为能源分析提供基础

数据。

3.0.10低压配电系统可通过以下途径实现用电负荷的柔

性控制：

1通过转移用电负荷，实现系统的均衡供电；

2利用环境参数分析，通过调频、调压等技术手段

调节用电负荷的运行特性；

3根据建筑的用电要求调整用能方案，实现有计划

的用电;

4根据用电负荷特点，改变负荷投入时段，通过削

峰填谷，减少变压器装机容量；

5根据用电设备的负荷级别，具备中断三级负荷运行

的功能。

条文说明:低碳发展成为全球共识,低碳发展必将推动

能源系统需求侧的电气化,预计终端电气化率将由25%

增至68%o民用建筑中涉及到照明、供热、空调、炊事、

电动汽车充电等各个领域,利用电器设备的功率调节能

力,通过有效管理建筑中的柔性用电负荷,采取转移用

电负荷（削峰填谷）、削减用电负荷（调频、调压）,

改变建筑的负荷运行规律,大型用电设备有计划的采用

报备制工作等技术或管理,既能满足建筑用户的使用需

求,又能提高供电的可靠性和经济性。

通过智慧配电系统建立一套用电负荷管理系统平台,

实现建筑内部设备的灵活控制以及建筑与电网的通讯互

动。一方面可以为电网提供灵活性,保障电网的可靠供

电,并在不断完善的峰谷电价、电力市场、需求响应等

政策支持下获得经济收益;另一方面也可以促进建筑光

伏的就地高效利用。柔性用电的主要包括但不限于以下

内容:

A照明系统:用电高峰时调节室内照明方式,如将

非必要的装饰照明、广告照明调暗或关闭,必要时也可

降低照度等级,进而降低照明负荷。

B空调系统:通过控制空调启停、改变变频空调的压

缩机频率、切换中央空调末端风盘的风速档位、或者放

开室内温度的控制精度,短暂地改变空调用电负荷,包

括新风机组在保证室内二氧化碳浓度在合理范围内时也

具有相似的调节能力。土匕夕卜,在特殊情况或者用户允许

的情况下,利用建筑良好的围护结构体系,放宽室内环

境温度的控制精度（如适当提升室内温度）,使空调系

统具有更大的调节能力。

C冷热源系统:通过配置蓄冷水箱、蓄热水箱,将冷

热源的电力供应在更长的时间尺度下转移电力负荷,利

用夜间谷电蓄冷（热）,削减白天高峰时段的用电负荷。

D电动汽车充电:通过有序充电技术,避开用电高

峰而选择在用电低谷阶段充电,在保障电力安全的同时

还可以让用户享受低电价。通过双向充放电技术,电动

汽车还可以在保证用车需求的基础上,利用富余的电池

容量来为电网储存过剩电力或反向输出电力,充当可移

动的储电池设备。

E蓄电池储能:接入建筑配电网的蓄电池一方面可

以作为建筑或者设备的备用电源,在电力供给故障时为

建筑或者设备提供短暂的电力供给;另一方面,结合峰

谷电价或电力市场价格蓄电池还可以在低电价时段储存

电力,在高电价时段释放电力,从而来实现削峰填谷。

特别适用于太阳能光伏系统的运用。

F厨房类设备：洗衣机、洗碗机、电热等智能设备,

在非急用的情况下,可以延迟启动从而避开用电高峰。

G工艺类大用电设备:有些实验室等用电设备容量

大,可以通过报备制方式提前有序安排适用时段。

3.0.11智慧供配电系统应适应用电终端电气化率的提

升，灵活挖掘变压器的闲置容量，实现建筑物用电的灵

活调度和柔性控制，

条文说明:国家也网提出到2050年实现能源清洁化率50%

和终端电气化率50%的目标,随着能源消费改革的持续

推进,提升终端电气化率成为我国当前能源体系的重要

发展趋势和特忌。随着建筑领域电气化水平的快速提升,

融合物联网、大数据、人工智能等技术的智慧供配电系

统应能有效应对用电终端电气化率的快速提升，具备系

统兼容性强、用能灵活调度、负荷柔性控制的功能,提

升负荷转供能力。

3.0.12为保证智慧供配电系统的技术先进性、功能完整

性、产品同一性，宜独立进行系统设计、招标，见附录A。

条文说明:智慧供配电系统的设备及平台应进行独立招

标,招标技术条款中应明确项目所需的智慧配电设备类

型及系统功能,并对系统设备及平台的安装、构建、配

置及调试提出具体要求。

4系统构架及功能要求

4.1一般规定

4.1.110kV〜35kV高压配电系统应符合以下要求：

1用户自管时，应通过综合保护装置、智能终端等设

备组网后纳入智慧供配电系统；

2供电部门管理时，宜通过配电自动化系统纳入智慧

供配电系统。

条文说明:关于高压侧的信息是否接入智慧供配电系统,

见1.0.2、307条文解释。

用户自管是指用户电源侧与供电部门分界点在变电

所高压电源进线断路器上口,变电所高、低压由用户自

行管理。

供电部门管理是指用户电源侧与供也部门分界点在

变电所低压馈出柜开关下口,变电所高、低压由供电部

门管理。

4.1.2智慧供配电系统应具备纳入分布式能源管理系统的

条件。

条文说明:见3.0.5条文解释。

4.1.3智慧供配电系统应具备应急电源系统的接入条件。

条文说明:应急电源包括柴油发电机供电系统和UPS不

间断电源系统。

4.1.4智慧供配电系统应能接收变压器温控器或智能采

集装置的信息

条文说明:变压器通过温控器纳入智慧供配电系统。提

供变压器的运行温度曲线,确定变压器正常情况下的最

佳负荷率,估算变压器的老化率,确定变压器的寿命。

4.1.5智慧供配电系统应由智慧配电设备、通信设备、智

慧配电管理平台和管理站组成。

4.1.6智慧供配电系统应采用标准化、模块化和集成化的

智慧配电设备。

条文说明:标准化、模块化和多功能集成化的设备,能

够提升配电系统与用电设备配合的灵活性和便捷性。

4.1.7智慧供配电系统宜根据系统规模、管理要求和供配

电智能化需求选择系统类型及功能，配置功能见附录B。

4.2智慧供配电系统类型及架构

4.2.1智慧供配电系统可按用户要求和系统规模分为局域

型智慧供配电系统、区域型智箫供配电系统和中心型智

慧供配电系统等三种类型。

条文说明:智慧供配电系统依据用户要求、系统规模和

系统功能实现的完整性进行分类,是侧重于系统实际应

用形式的分类方式。

智慧供配电系统包括但不局限于变电所变压器、进

线柜、母联柜、馈电柜等的监测、保护和控制功能,还

包括系统各用电回路的自动化整定、级联控制、节能控

制、条件控制、异常电流保护,以及升级和扩展功能。

从一般配电意义上来讲,变电所虽然能够掌控很大

面积范围的通断电情况,但仅仅在变电所实现智慧配电,

系统的很多功能招■无从体现,也无法突出智慧供配电系

统的优势,所以本标准把仅包含变电所的智慧供配电系

统也称之为“局域”智慧配电。

4.2.2局域型智慧供配电系统可包括以下模式：

1一个变电所的局域型智慧供配电系统，系统构架图见

图4.2.2-1。

图4.2.2-1一个变电所的局域型智慧供配电系统构架图

2二级配电和末端配电的局域型智慧供配电系统，系

统构架图见图4.2.2-2。

图4.2.2-2二级配电和末端配电的局域型智慧供配电系统构架图

3二级配电或末端配电的局域型智慧供配电系统，系

统构架图见图4.2.2-3。

二

级

或

末

端

智慧

配

电

配

备

设

电

图4.2.2-3二级配电或末端配电的局域型智慧供配电系统构架图

条文说明:常见的局域型配电是一个变电所的情况,实

际应用中仅包含二级和或末端的智慧配电系统较少。

采用局域型智慧供配电系统的典型应用包括智慧变

电站、铁路智慧站房、空管智慧站房等空间范围较小,

但需进行整体智慧管控的区域。这类区域的智慧供配电

系统往往承担除配电综合管控外的其它职能,包括视频

巡检、环境监测（包把温湿度、气体、水浸等）、安全

监测（包括电气防火、防雷、接地等）、节能管理（能

耗监测、节能控制等）茅。

局域型智慧供配电系统的管理站分站依实际需要存

在多种形式。对于智慧变电所模式,通常设置独立的分

站,便于集中管控变电所;对于智慧二三级模式,分站

可能为一个箱柜或智能局域管理器,在设备端对系统进

行统一管理。

4.2.3区域型智慧供配电系统应包含一个变电所和其下级

配电，系统构架图见图4.2.3。

条文说明:采用区域型智慧供配电系统的典型应用为单

一变电所的建筑,二级、末端配电分布可能较广,系统

规模较局域型智慧供配电系统范围增大。

4.2.4中心型智慧供配电系统应包括以下模式：

1包含多个区域型智慧供配电系统的中心型智慧供配

电系统结构，系统构架图见图4.2.4-1。

注：区域型智慧供配电系统中可包括智慧供配电管理平台和

管理站（分站），如图4.2.4-1。

图4.2.4-1包含多个区域型智慧供配电系统的中心型智慧供配电

系统构架图

2包含多个变电所的中心型智慧供配电系统结构，系

统构架图见图4.2.4-2o

智慧供配电管理平台+管理站（主站）

变电所变电所....变电所

注：变电所中可包括智慧供配电管理平台和管理站（分站），

如图4.2.4-2o

图4.2.4-2包含多个变电所的中心型智慧洪配电系统构架图

条文说明:采用中心型智慧供配电系统的典型应用为多

个变电所的建筑,往往是建筑群或超大规模建筑,多个

变电所分布在不同区域,每个变电所均可以有下级配电,

系统规模较区域型智慧供配电系统、局域型智慧供配电

系统范围都增大不少。这种应用模式下,各分站管辖下

属智慧供配电设备,主站管辖所有分站。

4.3系统功能

4.3.1智慧供配电系统应满足以下基本要求：

1应具备学习、分析和诊断能力。

2应按需对用电接入和断开进行相应的条件设置，实

现电气节能，有效降低能耗。

3智慧配电设备应能脱离管理平台独立实现本地监测、

保护、控制以及本地数据计算、分析和存储等智慧配电

功能。

4智慧供配电系统不应降低断路器自身的基本保护性

能。

5宜具备本地智慧供配电设备的人机交互界面，应

具备系统平台的人机交互界面。

6具备与其它物联网设备，以及第三方平台联接的

条件。

条文说明:智慧供配电系统应具备的基本功能:

1系统基于学习、分析和诊断能力,可以进行事故预

判。能够实时监测各回路用电数据,学习用电规律,主

动调整系统的配置参数,发现不同于规律的异常事件,

根据对负荷侧实际运行参数分析,进行报警或分断。

2节能措施主要依靠末端回路的通断控制来实现,要

求系统能判断各回路是否为有效运行,并能够提供设置

回路通断控制触发条件的平台,使得用户能够根据实际

需求在软件平台上进行定制化设置。

3智慧供配电设备应能够在脱离平台软件或网络的情

况下独立运行,保证本地监测、预警、保护、控制、存

储等功能。

4智慧供配电系统具备人与配电用电设备,和人与系

统的信息交互功能,实现人与配电用电设备和系统的信

息交互,使用户可及时获知配电用电系统的全面状况,

更便捷地进行必要的人工或自动调整。系统支持信息查

询、数据统计、参数配置、按需联动控制条件设置、二

次开发等功能°

4.3.210kV〜35kV高压配电自动化系统的保护、监测、报

警、状态等信号应接入智慧供配电系统。

条文说明:如需要与10kV-35kV系统对接,应在变电所

设计图中注明。

4.3.3系统应能显示变压器的运行温度曲线，最佳负荷率,

估算变压器的老化率和寿命等功能。

条文说明:变压器的有效利用涉及到变压器的节能运行、

变压器的生命周期、温升变化、极限运行、低压侧的电

压变化等诸多因素。从现有的调研结果来看,变压器的

装机容量普遍偏高,尤其是较为重要的建筑,其变压器

的负荷率更小,一方面是末端负荷冗余量偏大,另一方

面是一、二级负荷比重大,需要考虑一台变压器或一路

高压故障情况下,另一台变压器有能力负担所有的一、

二级负荷。如何合理选择变压器容量,使变压器的容量

得到有效的利用，不至于让变压器负荷率平时在20〜30%

运行,又能让变压器在一台退出运行后,另一台还能作

为保障性负荷的供电保障。为此,需要设计阶段考虑各

类负荷的搭配,充分利用错峰运行的负荷、季节性负荷、

间歇性负荷、不同重要性负荷的特点,最大化的有效利

用变压器。

1）掌握变压器运行容量,可以有效控制负荷容量的

增减,优化其维护时间段,对于季节性调配负荷,可以

考虑停歇处理,减少空载损耗。

2）当变压器有冗余容量时,使其得到充分的利用,

当变压器一台故障另一台可带载一些三级负荷,彳吏其的

供电得到保障。

3）当负荷率较低时,利用变压器满载可长期运行特

点,通过智能管理平台统计结果,当一台变压器故障,

另一台变压器允许带载全部负荷时,投切时不用卸载,

保障了所有负荷供电的连续性。

4）在满足最佳节能效果的情况下,充分利用变压器

的有效负载,最大化的提高变压器的利用率,有利于降

低建筑物单位面积的装机容量。

5）变压器的温升随着变压器负载率的变化而变化,

在合理的温升范围内,最大化的提高变压器的利用率,

不至于一味提高变压器的负载率而降低提变压器的使用

寿命。

6）变压器的负荷变化对电压偏差的影响,可随着季

节变化,适时调整变压器分接点的位置。

4.3.4380V/220V侧智慧配电系统的具体功能应满足以下

要求：

1系统应具备对配电回路综合监测、保护、控制和

管理的功能，见附录B。

条文说明:包括电压、电流、功率、功率因数等的监测,

剩余电流、故障电弧、接地故障的监测,线缆及接头温

度、开关状态的监测等。

2系统应具备对变压器、应急电源、环境等监测功

能。

3系统宜具备电能质量监测功能。

4系统应具备对断路器或供电回路的基本控制和智

能控制功能。

条文说明:包括断路器控制、回路本地及远程控制、备

用电源自动切换控制、智能卸载三级负荷、消防切非、

条件控制等。

5系统应具备供电回路的基本保护功能和智能保护

功能。

条文说明：基本保护包括短路瞬时保护、短路短延时保

护、过载长延时保护、接地故障保护、故障电弧保护等;

智能保护功能包括级间联锁保护、区域联锁保护、柔性

保护、精细化整定保护、小故障电流保护、热记忆保护

等功能。

柔性保护可根据实际用电数据进行柔性调整,使得

各级回路能够与用电需求的保护相匹配、上下级的配合

也能够符合要求。

小故障电流指小于断路器保护整定值但又足以引发

危险的电流。在众多电气火灾案例中,引发火灾事故回

路的断路器并没有进行跳闸保护,足以证明引发火灾的

电流未到达短路保护电流的大小。对于这样的小故障电

流,智慧配电系统应能够识别并进行保护。

6系统应具备运维管理功能，并应具备对碳排放的

监测、控制、分析和管理功能。可根据附录C对项目电气

专业的碳排放进行估算。

条文说明:包括档案管理、故障定位、故障录波、视频

巡检、报表统计、设备及系统自检、能耗管理、柔性负

荷调节、低碳节能控制、碳排放统计分析、清洁能源占

比分析等功能。

4.3.5系统应能显示应急电源运行状态、储油箱（罐）储

油量、电池状态。

4.3.6系统应能显示绿色电力、分布式能源实时运行状

O

4.4系统设备

4.4.1低压智慧配电设备可分为智能断路器型、智能模块

型和智慧箱柜集成型。

4.4.2智能断路器型智慧配电设备应根据系统功能要求选

择适应的配套功能附件和功能模块。

条文说明:智能断路器型智慧配电设备的配置,应保证

所选功能附件、功能模块与断路器相匹配,一般选择同

一厂家的产品。智能断路器型智慧配电设备通过拼装各

类功能附件和功能模块实现相应功能,有些功能所需的

附件受断路器拼装接口的限制,无法同时安装,因此这

些功能无法同时实现,应参考各厂家说明书正确选择。

4.4.3智能模块型智慧配电设备应根据系统功能和规模，

选择智能单元模块和智能局域管理器，每一智能局域管

理器所连接的智能单元模块数不宜超过200个。

条文说明:采用智能模块型智慧配电设备的回路,回路

选用的断路器或其它回路开关设备不受品牌限制。智能

模块型智慧配电设备集成度较高,设计和实施相对容易,

实现的功能相对完整。

4.4.4智慧箱柜集成型智慧配电设备应按照电源进线、无

功补偿、馈线、设备控制、电源切换等类型选择。

条文说明:智慧箱柜集成型智慧配电设备包括智慧配电

箱和智慧配电柜。智慧配电箱柜整体作为一个独立产品,

包括智慧进线柜、智慧补偿柜、智慧馈线柜（箱）、智

慧设备控制柜（箱）、智慧电源切换柜（箱）茅,设计

时直接根据进出线规格选型,现场安装时直接从接线端

口处接线。智慧配电箱柜内部的断路器可采用任意品牌,

并充分