城市供電電壓自動采集系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

向萌，謝曉騫，鄧威，寧志毫

(1.國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長沙410007；2.國網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長沙410007)

城市供電電壓自動采集系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

向萌1，謝曉騫2，鄧威1，寧志毫1

(1.國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長沙410007；2.國網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長沙410007)

本文在介紹國網(wǎng)湖南省電力公司城市供電電壓自動采集系統(tǒng)構(gòu)架的基礎(chǔ)上，對電壓監(jiān)測點的設(shè)置、電壓監(jiān)測裝置的檢測以及系統(tǒng)的安裝調(diào)試和運維管理進行闡述，并對應(yīng)用情況進行分析。

供電電壓；自動采集；電壓監(jiān)測裝置；裝置檢測

供電電壓自動采集系統(tǒng) (以下簡稱供采系統(tǒng))是國家電網(wǎng)公司下達(dá)的重點信息化建設(shè)項目，目的是為了進一步規(guī)范供電電壓管理，實現(xiàn)城市和農(nóng)村供電電壓數(shù)據(jù)自動采集和統(tǒng)計分析，提升公司電壓無功管理精益化水平。供采系統(tǒng)達(dá)到電壓采集終端與主站兩級的信息貫通、相互交換等功能，涉及調(diào)控、運檢、營銷以及信通等多部門多方面工作，是一項信息龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)管理工程。

國網(wǎng)湖南省電力公司城市供采系統(tǒng)率先完成了國家電網(wǎng)公司統(tǒng)一部署的建設(shè)工作，目前湖南省的城市供電電壓自動采集系統(tǒng)已經(jīng)正式投入運行。整個過程嚴(yán)格按照國家電網(wǎng)公司的標(biāo)準(zhǔn)化流程推進，自上線以來運行穩(wěn)定可靠、反映良好。該套系統(tǒng)完成了湖南省城網(wǎng)各類電壓監(jiān)測點的實時電壓數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)對應(yīng)以及數(shù)據(jù)集成工作，實現(xiàn)了對國網(wǎng)湖南省電力公司城網(wǎng)電壓監(jiān)測點的供電電壓狀態(tài)的全方位監(jiān)控，達(dá)到了終端與總部系統(tǒng)縱向貫通和直采功能。文中重點總結(jié)了供采系統(tǒng)的建設(shè)過程及應(yīng)用情況，并指出存在的問題及改進措施。

1 供采系統(tǒng)架構(gòu)

供采系統(tǒng)在公司總部和省公司兩級部署，在地市公司及以下僅部署各類電壓監(jiān)測裝置，裝置采集的供電電壓數(shù)據(jù)通過在國網(wǎng)湖南省電力公司部署的CAC接入主站系統(tǒng)。同時，在省公司與調(diào)度自動化系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)集成，獲取已有的供電電壓數(shù)據(jù)。各類供電電壓數(shù)據(jù)在國網(wǎng)湖南省電力公司和公司總部集中存儲，省公司、地市和縣供電企業(yè)用戶均通過登錄生產(chǎn)管理信息系統(tǒng) (PMS)使用供電電壓應(yīng)用功能，圖1為目前湖南省城市供采系統(tǒng)的整體架構(gòu)圖。

根據(jù)參考文獻(xiàn) 〔1〕中對供電電壓監(jiān)測點的設(shè)置原則，供電電壓質(zhì)量監(jiān)測分為A，B，C，D共4類監(jiān)測點〔1〕。A類，即帶地區(qū)供電負(fù)荷的變電站的10(6)kV母線電壓。B類，即35(66)kV專線供電和110 kV及以上供電的用戶端電壓。C類，即35(66)kV非專線供電的和10(6)kV供電的用戶端電壓。D類，即380/220 V低壓網(wǎng)絡(luò)和用戶端的電壓。

為充分利用現(xiàn)有信息資源，供采系統(tǒng)的A類監(jiān)測點電壓數(shù)據(jù)從智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)調(diào)度管理應(yīng)用 (省級OMS系統(tǒng))中獲?。籅，C類監(jiān)測點電壓數(shù)據(jù)從用電信息采集系統(tǒng)集成接入，目前正在推進B，C類新型用電采集終端裝置的接入。D類監(jiān)測點的電壓數(shù)據(jù)從電壓監(jiān)測裝置中自動采集，以標(biāo)準(zhǔn)方式接入部署在省公司的狀態(tài)接入控制器 (CAC)，由CAC通過省公司電壓接入服務(wù)將電壓數(shù)據(jù)接入主站系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)建設(shè)與實現(xiàn)

2.1 監(jiān)測點的設(shè)置

結(jié)合對湖南省14個地市公司的電壓無功專業(yè)的調(diào)研，國網(wǎng)湖南省電力公司明確了城網(wǎng)監(jiān)測點的分布原則，對各地區(qū)如何選點布點進行詳細(xì)指導(dǎo)，并對偏遠(yuǎn)地區(qū)的監(jiān)測點設(shè)置工作進行一對一的幫扶。監(jiān)測選點工作的基本原則:全面覆蓋，避免遺漏；抓重要用戶，抓薄弱點；從投訴追溯源頭，動態(tài)跟蹤監(jiān)測；摸清網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，做到心中有數(shù)，檔案有記錄。

在監(jiān)測點布點和設(shè)置的具體實施過程中的關(guān)鍵步驟如下:

1)進行城配網(wǎng)基礎(chǔ)臺賬的清查，根據(jù)國家電網(wǎng)公司規(guī)定的設(shè)置原則設(shè)定監(jiān)測點；

2)每個城區(qū) (包括縣城區(qū))的一級、二級用戶均應(yīng)設(shè)有監(jiān)測點，建議將供電所的監(jiān)測點設(shè)在負(fù)荷性質(zhì)有代表性的低壓干線末端；

3)安排移動式電壓監(jiān)測點，用于抽測典型時間居民用戶電壓質(zhì)量狀況和95598投訴的低電壓臺區(qū)；

4)利用用電信息采集系統(tǒng)和配網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖甄選可能存在低電壓的臺區(qū)進行監(jiān)控；

5)要求在滿足國網(wǎng)規(guī)定的基礎(chǔ)上確保每個縣公司監(jiān)測點數(shù)和每個供電所的監(jiān)測點數(shù)。

2.2 裝置檢測工作

電壓監(jiān)測裝置應(yīng)符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保監(jiān)測的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠、有效。參考文獻(xiàn) 〔2〕中明確了電壓監(jiān)測儀的檢測類型和周期、檢驗條件、檢驗標(biāo)準(zhǔn)和檢驗方法等方面的內(nèi)容。電壓監(jiān)測裝置的質(zhì)量優(yōu)劣直接影響到供采系統(tǒng)是否能穩(wěn)定、可靠、高效運行，因此國網(wǎng)湖南省電力公司十分重視入網(wǎng)檢測工作。

國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院 (以下簡稱湖南電科院)與裝置生產(chǎn)廠家積極溝通，掌握相關(guān)技術(shù)的關(guān)鍵點和難點，并在參考文獻(xiàn) 〔3〕的基礎(chǔ)上研發(fā)了適合湖南公司實際運維情況的整套通信協(xié)議測試軟件，如圖2所示。最終，湖南電科院對欲在國網(wǎng)湖南電力公司進行投標(biāo)的10多個廠家的多款型號的電壓監(jiān)測裝置進行統(tǒng)一的入網(wǎng)檢測，并編寫相應(yīng)的檢測報告。

入網(wǎng)檢測務(wù)必周密嚴(yán)謹(jǐn)，此項工作能為招標(biāo)提供具有價值的參考信息，確保質(zhì)量優(yōu)良、技術(shù)力量雄厚的企業(yè)中標(biāo)。淘汰不滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的裝置，有利于今后電壓監(jiān)測裝置的運維管理，同時也為供采系統(tǒng)的調(diào)試上線和穩(wěn)定運行提供保障。

2.3 現(xiàn)場安裝與調(diào)試

國家電網(wǎng)公司對內(nèi)外網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換有嚴(yán)格的信息安全要求，每臺電壓監(jiān)測裝置都內(nèi)嵌特制的安全加密芯片，每臺裝置必須具備國網(wǎng)信通簽發(fā)的專屬數(shù)字證書，數(shù)據(jù)才能通過無線專網(wǎng)和安全接入平臺與主站的CAC之間進行正常通信。湖南電科院在電壓監(jiān)測裝置正式出廠前，進行了大量的安全接入測試和全套數(shù)據(jù)聯(lián)調(diào)，并選擇個別地市公司提前進行現(xiàn)場安裝和裝置運行的試聯(lián)調(diào)工作，把關(guān)和審視每個調(diào)試環(huán)節(jié)，確保電壓監(jiān)測裝置能順利接入國家電網(wǎng)公司生產(chǎn)管理系統(tǒng)的供采模塊。

為提高裝置安裝調(diào)試的效率，湖南電科院對14個地市公司的電壓監(jiān)測儀進行了精心分配，將電壓監(jiān)測儀的設(shè)備ID號劃分到各個地市公司，統(tǒng)一將SIM卡提前對應(yīng)裝好，建立一一對應(yīng)關(guān)系，并編寫和下發(fā)詳細(xì)的安裝說明和注意事項。在安裝過程中，通過現(xiàn)場和主站緊密配合，對每臺裝置的接入進行實時遠(yuǎn)程監(jiān)控，調(diào)試效果良好。

以下簡要概括安裝調(diào)試過程中的幾個注意點:①建議安裝在信號較好、便于抄錄、運維方便的地點，與相鄰裝置的安全距離和環(huán)境等符合要求。②安裝裝置所采用的導(dǎo)線截面、絕緣和耐壓應(yīng)符合要求，導(dǎo)線排列整齊美觀，要求中間無接頭。③采集端引入電源的相序必須與裝置的相序標(biāo)示一致。④送電前檢查核對與安裝說明中各項要求是否相符，接線是否正確無誤。⑤送電后檢查電壓監(jiān)測裝置各功能是否正常，測試數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，是否與主站建立有效連接。⑥動態(tài)更新電壓監(jiān)測裝置臺賬，地市運維部門統(tǒng)一保管文本檔和電子檔臺賬。

3 系統(tǒng)應(yīng)用及管理

3.1 功能模塊

根據(jù)供電電壓自動采集系統(tǒng)的功能設(shè)計，國網(wǎng)湖南省電力公司供電電壓自動采集系統(tǒng)功能模塊包括綜合展示、電壓數(shù)據(jù)管理、電壓測點管理、告警事件管理及電壓報表管理。

1)綜合展示。對進行綜合供電電壓合格率展示。展示可按省公司展示所轄地市綜合供電電壓合格率、按地市展示測點匯總分布等，并可鏈接相關(guān)數(shù)據(jù)查詢和分析功能。

2)電壓數(shù)據(jù)〔4〕。提供省、地市供電企業(yè)等多層次的綜合供電電壓合格率、分類供電電壓合格率查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、異常數(shù)據(jù)查詢、同比分析、環(huán)比分析、時間段分析等電壓數(shù)據(jù)應(yīng)用功能，滿足供電電壓監(jiān)測、統(tǒng)計、考核、分析等要求。公式(1)— (3)列出了電壓監(jiān)測點合格率的計算方法。

3)電壓監(jiān)測點信息。提供各級單位的指標(biāo)管理、監(jiān)測裝置臺賬管理、監(jiān)測裝置運行管理、監(jiān)測裝置檢驗管理、測點臺賬管理、測點異動管理、裝置和測點的臺賬查詢等功能，滿足各級用戶對裝置和測點的維護需要。

4)告警事件。提供電壓數(shù)據(jù)告警事件管理，包括電壓數(shù)據(jù)越限告警、合格率異常告警、數(shù)據(jù)缺失告警等，提供裝置告警事件管理，包括裝置流量超標(biāo)告警、超期未校驗告警、停電/上電事件告警等，實現(xiàn)告警事件的匯總統(tǒng)計及查詢功能。

5)電壓報表。提供省、地市供電企業(yè)等單位常規(guī)的各種供電電壓報表功能，支持報表導(dǎo)出和打印。

國家電網(wǎng)公司運檢部每月考核各省及直轄市的供采系統(tǒng)運維狀況，包括供采系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入率、數(shù)據(jù)自動采集率、數(shù)據(jù)完整率、監(jiān)測點有效率以及裝置連續(xù)接入率，圖3為供采系統(tǒng)的應(yīng)用界面截圖。

3.2 運維管理

為了降低電壓監(jiān)測裝置運行的故障率，保證每臺裝置的正常運行，國網(wǎng)湖南省電力公司采取了一系列的辦法，確保完成國家電網(wǎng)公司的考核和供采系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。

1)湖南電科院編寫了 《國網(wǎng)湖南省電力公司供電電壓自動采集系統(tǒng)運行維護管理辦法》與《國網(wǎng)湖南省電力公司電壓監(jiān)測裝置檢驗技術(shù)要求》，要求各地市公司嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)章制度，密切監(jiān)控電壓監(jiān)測儀的運行狀況 (尤其是離線情況)，及時對電壓監(jiān)測裝置的故障進行排查和處理，按規(guī)定時間間隔對電壓監(jiān)測裝置進行周期檢驗。

2)裝置運維情況和監(jiān)測點電壓合格率計入全省每月的電壓無功專業(yè)工作通報和季度年度同業(yè)對標(biāo)中。對裝置運維較好的和電壓合格率位于前列的地市公司進行相應(yīng)獎勵并鼓勵經(jīng)驗交流，對運維欠佳的以及合格率靠后的地市公司進行通報批評并幫扶整改。

3)湖南電科院根據(jù)供采系統(tǒng)試運行期間出現(xiàn)的問題，總結(jié)出針對性裝置故障排除說明，對各地市公司的相關(guān)專責(zé)開展了監(jiān)測裝置的日常運維故障排除、調(diào)壓手段的實例講解和管理條例的宣貫等培訓(xùn)工作。

4 存在的問題與建議

1)協(xié)調(diào)管理方面

供采系統(tǒng)的工作涉及部門較多，目前，調(diào)控中心負(fù)責(zé)A類電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)接入、營銷部負(fù)責(zé)B，C類電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)的接入、運檢部負(fù)責(zé)D類電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)接入。4類電壓監(jiān)測點的電壓狀況密切相關(guān)，每一類監(jiān)測點的電壓質(zhì)量對供電電壓整體質(zhì)量的優(yōu)化和綜合合格率的提升作用都不可小覷。

建議國網(wǎng)湖南省電力公司能針對供采系統(tǒng)盡快構(gòu)建自上而下的管理體系和職責(zé)明細(xì)，形成良好的溝通協(xié)調(diào)處理機制。在接入數(shù)據(jù)和監(jiān)測電壓的同時，各部門能對發(fā)現(xiàn)的問題及時進行分析和協(xié)商，采取相應(yīng)的處理措施。

2)專業(yè)技術(shù)方面

一是對變電站10 kV母線電壓調(diào)控意識薄弱；二是電壓調(diào)控手段沒有合理利用〔5〕。例如，有的10 kV配電線路上同時有城市供電負(fù)荷和農(nóng)村供電負(fù)荷，變電站為了保證農(nóng)村用戶電器能正常使用，通常將母線電壓調(diào)高，導(dǎo)致部分城網(wǎng)首端用戶電壓越上限。此外，某些地區(qū)存在配變檔位長期未調(diào)整的情況，低壓無功補償裝置亦缺乏管理和維護。

各地市公司應(yīng)充分利用已有的調(diào)壓手段，季節(jié)性地對監(jiān)測點電壓進行跟蹤調(diào)整，尤其是對調(diào)壓困難的線路應(yīng)及時提出整改方案，建議涉及電壓質(zhì)量整治的配網(wǎng)建設(shè)工程須提供電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)。此外，在電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計上應(yīng)有超前意識，規(guī)劃人員須根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的監(jiān)測電壓狀況、負(fù)荷特征和經(jīng)濟發(fā)展趨勢科學(xué)合理地規(guī)劃電網(wǎng)，做好未來電網(wǎng)的無功電壓計算工作，合理配置各種調(diào)壓設(shè)備和無功補償設(shè)備，從源頭解決供電電壓質(zhì)量問題。

5 小結(jié)

各級供電企業(yè)的電壓無功專業(yè)技術(shù)人員可通過供采系統(tǒng)快捷查詢到需求數(shù)據(jù)。通過該系統(tǒng)在生產(chǎn)管理中的應(yīng)用，大大降低了日?，F(xiàn)場實測和統(tǒng)計數(shù)據(jù)的工作量，同時保證了各類供電電壓數(shù)據(jù)信息的及時性和準(zhǔn)確性，提高了供電電壓的管理水平和工作效率。該系統(tǒng)為電壓無功專業(yè)和配網(wǎng)專業(yè)的日常運維和數(shù)據(jù)獲取提供了強有力的支撐，進一步提升了公司電壓無功管理的精益化水平。

〔1〕國家電網(wǎng)生 〔2009〕133號.國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理規(guī)定 〔S〕.2009.

〔2〕國家電網(wǎng)公司.Q/GDW 1817—2013電壓監(jiān)測儀檢驗規(guī)范〔S〕.北京:中國電力出版社，2013.

〔3〕國家電網(wǎng)公司.Q/GDW 1819—2013電壓監(jiān)測裝置技術(shù)規(guī)范〔S〕.北京:中國電力出版社，2013.

〔4〕GB/T 12325—2008電能質(zhì)量供電電壓偏差 〔S〕.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

〔5〕中華人民共和國能源部.SD 325—1989電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則 (試行)〔S〕.北京:水利電力出版社，1989.

Construction and application of urban power supply voltage automatic acquisition system

XIANGMeng1，XIE Xiao-qian2，DENGWei1，NING Zhi-hao1
(1.State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China；2.State Grid Hunan Electric Power Corporation，Changsha 410007，China)

Based on analyzing the framework for urban power supply voltage automatic acquisition system of State Grid Hunan Electric Power Corporation，the paper describes the setting principle of voltage monitoring point，the detection procedure for voltagemonitoring device，and the installation，debugging，operation and maintenancemanagement of the system in detail.At the same time，the application situation of the system is analyzed.

power supply voltage；automatic acquisition；voltagemonitoring device；device detection

TV7；TK26

B

1008-0198(2014)06-0031-04

向萌(1988)，女，碩士，助理工程師，主要從事電壓無功管理、電力系統(tǒng)仿真分析工作。

謝曉騫 (1983)，男，碩士，工程師，主要從事調(diào)度運行分析工作。

鄧威(1983)，男，博士，工程師，主要從事電壓無功管理、配網(wǎng)專業(yè)工作。

寧志毫 (1983)，男，博士，工程師，主要從事電能質(zhì)量監(jiān)測、評估及治理、新能源并網(wǎng)測試與評估等工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.06.009

2014-05-06 改回日期:2014-07-10