配电网数据采集与线损自动化系统研究

配电网数据采集与线损自动化系统研究

高新

国网安徽省电力有限公司蚌埠供电公司 安徽蚌埠 233090

摘要：配电变压器的监测和电量采集是一项浩大的工程，限于技术条件和费用等因素，已建设配电自动化系统，主要是对配网开关和部分重点变压器进行监测，很难做到全局的变压器监控和电量的实时采集。为了保证配电网的安全、经济运行，降低线损率，使线损承包考核更加科学、合理，为末端电力市场做准备，某供电公司在市内供电分公司进行配电网末端数据采集和线损自动化试点工程。该项目采用GPRS/CDMA作为主要传输方式，辅以负控230MHz电台，在全分公司集中建设10kV配电网监测系统。基于此，本文就以该项目为例，对配电网数据采集与线损自动化系统有关内容进行分析。

关键词：配电网数据采集；配电网线损分析模型；线损自动化

1GPRS/COMA传输的技术特点与前置采集系统设计

1.1配电网通信特点及GPRS/CDMA优势

配电网通信有终端节点多而分散、通信距离长、每个终端的数据量小等特点，在配电变压器监控系统的通信中，目前d有负控数传电台、GSM短消息和光纤接入等方式。负控数传电台的优势是专用通道接入，基本上没有通道阻塞的弊端；缺点是前期投入昂贵，后期费用也不低，技术上还受地形、气候的影响，造成系统的可靠性、实时性较差，无法主动上报等，系统目前己建设有230MHz的负控通道，用来对大用户用电进行监测与控制，根据半小时点和零点实测效果来看，其可靠率在90%以下，只能基本满足要求。GSM短消息方式可实现主动上报，缺点是按条收费，运行费用高，而且在节假日短消息中心服务器繁忙时延时相当长。光纤通信稳定可靠，但施工成本投入大、扩展性差、设备维护方面不方便。因为上述种种弊端，综合比较各种通讯方式后，最后选择中国移动GPRS和中国联通CDMA作为通信方案。GPRS即为通用分组无线服务，目的是给移动用户提供高速无线IP或X.25服务。GPRS理论带宽可达171.2Kbi/s，实际应用带宽大约在40~100Kbi/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可由多个用户共享。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。GPRS永远在线，按流量计费，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。总体而言，GPRS/CDMA具有如下优点：第一，覆盖面广：GPRS/CDMA信号基本覆盖大连所有地区。第二，可靠传输：系统具有纠错重发机制，保证数据完整行和正确性。第三，数据安全：系统在数据传送过程中提供加密机制，数据可以安全在公网上传输。第四，实时在线：终端与主站始终处于连线和在线状态。第五，高速传输：采用分组交换技术，数据传输最高值171.2Kbi/s。第六，自动恢复：断线后自动拨号。

1.2前置数据采集系统的设计

采集的数据主要有以下类型：整点电能量数据，包括有功总、峰、谷和无功总、峰、谷数据；整点各相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数及相关最大值；各相电压、电流的最高、最低值及其出现时间；巧分钟最大需量、最大三相不平衡电流、不平衡率及出现时间；各类告警事件；系统提供自动数据补采(断点续传)和人工历史数据补采。当主站与某个采集终端通信中断，恢复后能自动地向该采集终端获取中断期间的数据，如有异常则给予提示，以维护数据的连续性，确保在任何情况下都不丢失带时标的数据。

2主站系统构架与技术实现

前置采集能保证现场数据的接入，是必须的环节，数据的使用和分析则是主站系统担负的职责，一个好的主站系统能做到界面友好，分析准确，功能强大，充分满足用户的需求。主站系统基本设备包括硬件、操作系统等计算机系统、专用通信设备、网络设备等设备。主站设备必须系统运行的实时性、可靠性、稳定性和安全性，并充分考虑可维护性、可扩性要求。主站系统的应用软件分为两种：配电分析系统和线损分析系统。配电分析系统主要是为配电运行部门服务，分析采集的配电变压器的遥测数据，实时掌握配电变压器的工况，指导配电变压器安全、经济运行，降低理论线损。线损分析系统主要是分析高压损、低压损、综合损等计划部门需要的指标，指导考核、降损措施等经济指标。

3配电网数据处理与线损分析软件包研制

3.1线损分析模型的建立

3.1.1线路供电量互带

首先定义关口表(双向计量)的参考方向，当倒闸操作时，自动识别新的供电电源，通过与出口表电量的换算，自动实现供电量的准确计算。

3.1.2线路售电量互带

即把供电电源发生变化的计量点，在倒负荷期间的售电量准确划入非正常运行方式的供电线路。

3.1.3线路群

将拉手的线路(两条或多条)捆绑在一起，形成线路群，在物理上相当于一条线路，互带电量只发生在这同一逻辑线路上，只需在线路群之间安装关口表。

3.1.4线路区段

一条线路被关口表截断后，将线路的每一部分定义为线路区段。

3.1.5台区群

为研究分公司高损区域，区域内的这些台区不在同一条线路上，也不是由同一个人承包。将区域内的台区组合成台区群，分析台区群的低压总线损率，明确降损重点。

3.2主要功能描述

3.2.1线损自动化子系统

线损自动化子系统主要包括：电量查询统计、线损自动生成、线损分析电量查询统计：任意时间段电量统计、查询，并生成整点电量曲线、日曲线、月曲线。线损自动生成：按承包人、营业所、线路区段、线路、线路群、变电站、分公司生成线损率。线损分析：从分公司开始由粗到细、由浅入深逐步分析。首先从分公司总体查询综合线损率，将线损率超过阀值的线路以醒目的颜色高亮显示。选择该异常的高损线路，进入具体的线路进行分析，找到该线路的供电量和售电量，如果供电量异常，查询表示数，如果售电量异常，进入1OkV高压损分析；依次类推，最终找到线损异常根源。

3.2.2数据采集与处理子系统

将采集的数据转换为分析用的熟数据，人工进行招采和自动处理补采处理。

3.2.3告警子系统

处理采集过程和数据分析过程中的各种警告。

3.2.4配电运行分析

使用曲线和数据表格显示监测配电变压器的运行参数。变压器利用率分析。变压器、线路负荷率分析。

3.2.5辅助决策

承包管理流程如下：根据营销系统导入的用户类别、承包人的户数计算承包人的计件；根据按所线损指标和完成情况，兑现原则为按片承包兑现；根据承包人的计件和承包指标及完成情况计算台区承包兑现；根据营销系统、线损系统自动生成台区线损分析表。预测分析：供电童预测、线损率预测。

4结语

综上，本文重点分析了主站系统功能规范，配电网线损分析模型建立、主站系统软件包开发框架及解决方案等技术问题，以某市内供电局为例，给出了具体的实施过程，希望能够提供参考价值。

参考文献

[1]周进艳,李炜,张帆,等.智能电网中无线接入技术的运用[J].现代交际,2017.

[2]王庆利.计量自动化系统在配电网线损管理中的应用[J].军民两用技术与产品,2016.