電能量采集與線損分析系統(tǒng)的方案分析

楊智勇

（四川雁江供電主任有限公司，四川 資陽(yáng) 641300）

本文以某電網(wǎng)為例，該電網(wǎng)骨架為220kV，輸電主網(wǎng)為110kV，各區(qū)分布35kV網(wǎng)絡(luò)，這是該區(qū)域內(nèi)的電力網(wǎng)絡(luò)之一，將發(fā)電、供電、變電及用電集中化，年供電量可達(dá)100萬(wàn)kW?，F(xiàn)在，已經(jīng)有近百個(gè)主要變電站實(shí)現(xiàn)了連接光纖化。本文主要對(duì)該電網(wǎng)系統(tǒng)的電能量采集及線損分析系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)

電能量采集主要是通過(guò)GPRS無(wú)線通訊方式或?qū)＞€方式對(duì)終端電能數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采集到主機(jī)上進(jìn)行統(tǒng)一的計(jì)算處理。該系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)在于，對(duì)測(cè)量的完整性和準(zhǔn)確性可以做到非常精確。其工作的原理主要是系統(tǒng)首先與GPS對(duì)時(shí)，然后與采集裝置對(duì)時(shí)，最后采集裝置與電表對(duì)時(shí)，這樣就保證了電能量采集的一致性。裝備還具有存儲(chǔ)功能，不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失，數(shù)據(jù)的完整性也得到保證。電能量采集與線損分析系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的目的主要是為了實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：(1)電網(wǎng)考核點(diǎn)及各計(jì)量點(diǎn)電能量數(shù)據(jù)自動(dòng)、準(zhǔn)確、完整、及時(shí)、安全、靈活、可靠、一致地采集、傳輸和存儲(chǔ)電能數(shù)據(jù)，不管遇到任何情況，數(shù)據(jù)都不會(huì)丟失。(2)實(shí)現(xiàn)電力營(yíng)業(yè)計(jì)費(fèi)分時(shí)段、分費(fèi)率、分日、分月的電能統(tǒng)計(jì)及結(jié)算自動(dòng)化的過(guò)程。(3)全方位的對(duì)實(shí)際線損、理論線損及電能平衡進(jìn)行計(jì)算與分析。(4)綜合分析電能量數(shù)據(jù)，進(jìn)行查詢(xún)與報(bào)表，為電能量調(diào)度模式和負(fù)荷模式提供基礎(chǔ)信息。(5)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)重要關(guān)口電能量、重要線損率和平衡率。

2 系統(tǒng)功能

2.1 電能量遠(yuǎn)程自動(dòng)抄收功能

按照規(guī)定的時(shí)間和要求，數(shù)據(jù)采集裝置將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)光纜數(shù)據(jù)通道傳輸?shù)诫娔芰靠刂婆c管理中心，并最終對(duì)電能量進(jìn)行結(jié)算，所傳輸數(shù)據(jù)還可以作為用電管理的依據(jù)，同時(shí)也可以將數(shù)據(jù)返回到廠區(qū)作為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)與確認(rèn)。

2.2 電費(fèi)自動(dòng)結(jié)算功能

通過(guò)相應(yīng)軟件，控制與管理中心對(duì)傳輸過(guò)來(lái)的電能數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，對(duì)個(gè)廠區(qū)的電能量進(jìn)行匯總，再計(jì)算與傳遞，完成電費(fèi)的網(wǎng)上確認(rèn)，最后與財(cái)務(wù)進(jìn)行結(jié)算，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的連接，因此，電費(fèi)基本實(shí)現(xiàn)每日結(jié)算。

2.3 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、管理電能量

把電能量的原始數(shù)據(jù)返回給各采油廠區(qū)，采油產(chǎn)區(qū)通過(guò)對(duì)電能數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與管理，就可以隨時(shí)對(duì)廠區(qū)的用電情況進(jìn)行掌握，對(duì)作業(yè)方式及生產(chǎn)運(yùn)行方式及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，還為廠區(qū)的電能量數(shù)據(jù)的確認(rèn)提供了數(shù)據(jù)支持。

2.4 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和計(jì)算電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗

收集來(lái)的電能量數(shù)據(jù)信息，也可以直接對(duì)變壓器及線路等設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)損耗進(jìn)行計(jì)算，這樣通過(guò)油區(qū)電網(wǎng)的連接就可以對(duì)全網(wǎng)的電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和計(jì)算，為降低線損和網(wǎng)損提供資料，也為提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供必要的技術(shù)手段。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想與原則

3.1 設(shè)計(jì)思想

(1)應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)化。對(duì)電能量采集以及多級(jí)線損統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的建立，還需要一個(gè)強(qiáng)大的電能量，線損數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用平臺(tái)的支持，在企業(yè)發(fā)展的大環(huán)境下，以及軟件開(kāi)發(fā)和硬件設(shè)施的配套升級(jí)方面都應(yīng)該留有一定的發(fā)展空間。

(2)開(kāi)放性設(shè)計(jì)。由于該系統(tǒng)和其他一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)以及管理系統(tǒng)連接成為一整套綜合的系統(tǒng)，在功能方面存在差異，因此對(duì)系統(tǒng)保持開(kāi)放性就非常重要，應(yīng)用平臺(tái)更應(yīng)如此。該系統(tǒng)的端口應(yīng)該保持與國(guó)內(nèi)外標(biāo)相匹配。例如操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及數(shù)據(jù)庫(kù)采集標(biāo)準(zhǔn)等，部分?jǐn)?shù)據(jù)都應(yīng)該對(duì)用戶所公開(kāi)，用戶根據(jù)自己的權(quán)限和崗位特征，可方便的與其他系統(tǒng)進(jìn)行連接。

3.2 設(shè)計(jì)原則

(1)實(shí)用性。在系統(tǒng)建成后，首先要實(shí)現(xiàn)的是對(duì)各廠區(qū)電能量的采集，通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、計(jì)算、報(bào)表、打印機(jī)發(fā)布等命令；通過(guò)MIS對(duì)數(shù)據(jù)集報(bào)表可進(jìn)行查詢(xún)、確認(rèn)、審核、下載等動(dòng)作。從而達(dá)到為電能量的管理、負(fù)載管理、線損考核、線損計(jì)算及線損管理提供可靠的數(shù)據(jù)根源；系統(tǒng)操作使用便捷，界面友好，具有很強(qiáng)的操作性和實(shí)用性。

(2)穩(wěn)定性和可靠性。軟件得到真正應(yīng)用的必要條件就是軟件的可靠性，該系統(tǒng)從設(shè)備性能、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)管理、技術(shù)措施及技術(shù)維修等能力方面著手，保證了系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性和可靠性，使得系統(tǒng)安全地運(yùn)行，降低了故障率。

4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

在對(duì)多個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究后，結(jié)合勝利油田電網(wǎng)自身實(shí)際情況，做出以下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖1。

該系統(tǒng)的構(gòu)成主要有：主站、變電站采集終端、通信信道、多功能電子式電能表等。由變電站采集終端完成各廠區(qū)電能數(shù)據(jù)的狀態(tài)監(jiān)視及采集，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)的存儲(chǔ)，通過(guò)與主站通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳。通信信道主要的功能是連接系統(tǒng)主站和子站的橋梁，系統(tǒng)支持光纖傳輸與GPRS無(wú)線傳輸。主站的位置在內(nèi)部計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)，完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集及管理、查詢(xún)及統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè)與瀏覽等功能。

5 電能量自動(dòng)采集終端

即，數(shù)據(jù)集中器，主要功能是對(duì)電子式電能表的電能量數(shù)據(jù)、失壓斷相及瞬時(shí)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集等動(dòng)作。和主站系統(tǒng)通過(guò)專(zhuān)線或光線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。電能量自動(dòng)采集終端(數(shù)據(jù)集中器)可采集電子式電能表的電能量數(shù)據(jù)、瞬時(shí)量數(shù)據(jù)、失壓斷相信息等。與主站系統(tǒng)通信采用專(zhuān)線(光纖)通信方式。配置四個(gè)RS-485串行驅(qū)動(dòng)接口，各接口都可以選擇不同電能表的通訊規(guī)則，保證了不同表數(shù)據(jù)的傳輸與接收，并有向多個(gè)主站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Α２杉慕K端對(duì)自動(dòng)采集各電壓等級(jí)的發(fā)電廠、變壓器及大用戶電能量數(shù)據(jù)都是適用的，其功能較為強(qiáng)大。采集終端的任何型號(hào)都能通過(guò)當(dāng)?shù)鼐S修、主站系統(tǒng)及遠(yuǎn)程軟件進(jìn)行設(shè)置。

6 多級(jí)線損統(tǒng)計(jì)分析子系統(tǒng)

國(guó)家對(duì)供電企業(yè)考核的一個(gè)重要指標(biāo)就是線損率，線損管理工作的基礎(chǔ)是對(duì)不同來(lái)源的線損信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及有效地分析。該系統(tǒng)可以對(duì)各來(lái)源計(jì)量信息進(jìn)行考核和輸入，并進(jìn)行多級(jí)線損統(tǒng)計(jì)和理論線損統(tǒng)計(jì)的計(jì)算，然后進(jìn)行查詢(xún)與報(bào)表。

6.1 線損數(shù)據(jù)來(lái)源

電能量自動(dòng)采集系統(tǒng)及負(fù)荷管理系統(tǒng)、用電營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)等為線損統(tǒng)計(jì)提供一系列的數(shù)據(jù)，如圖2所示。

6.2 多級(jí)線損統(tǒng)計(jì)計(jì)算

通過(guò)對(duì)供、售電能量的實(shí)時(shí)采集，然后經(jīng)借口傳遞到系統(tǒng)，或者電能量自動(dòng)采集實(shí)時(shí)發(fā)送到系統(tǒng)中線損量，系統(tǒng)可以根據(jù)電能量自動(dòng)采集的周期進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算。并對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行刷新，如果在此過(guò)程中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行報(bào)警，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并對(duì)用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)察。

結(jié)語(yǔ)

本文主要針電能量采集與線損分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究，介紹了該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)方式與結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點(diǎn)與功能、計(jì)算方法等。系統(tǒng)運(yùn)行中，使得對(duì)電能量的采集于線損分析實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的過(guò)程，對(duì)電能量的采集及一系列操作過(guò)程可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與采集管理，解決了電能管理方面的諸多問(wèn)題，也是電能量管理方面發(fā)展的大勢(shì)所趨。

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