計(jì)量自動化技術(shù)在配網(wǎng)線損管理的運(yùn)用

摘要：隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電能計(jì)量工作的重要性更加突出，采用計(jì)量自動化系統(tǒng)也已經(jīng)成為眾多省網(wǎng)公司的選擇。作為衡量電網(wǎng)運(yùn)行管理水平和經(jīng)濟(jì)效益的重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，線損率一直是相關(guān)工作者研究的熱點(diǎn)課題。對線損管理等關(guān)鍵問題進(jìn)行了論述，給出了四分線損的概念，闡述了計(jì)量自動化系統(tǒng)在線損管理中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計(jì)量自動化；線損四分；線損管理

中圖分類號：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）29-0113-02

線損，是指電能在電力系統(tǒng)中傳輸時所造成的損耗，是綜合電能損耗的總稱；具體包括：自然線損、管理線損。[1]在線損管理中，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是線損的統(tǒng)計(jì)，只有實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確而真實(shí)的線損統(tǒng)計(jì)，在后面的分析環(huán)節(jié)才能夠準(zhǔn)確找出異?，F(xiàn)象，為查找竊電和差錯提供參考依據(jù)。

一、四分線損

在四分線損中，采用了四種不同的模式進(jìn)行線損的綜合管理。這四種模式分別是：分壓模式、分區(qū)模式、分線模式以及分臺區(qū)模式。在四分線損的定義中對這四種模式進(jìn)行了詳細(xì)的描述。就分區(qū)管理而言，它按照供電的區(qū)域?qū)⑺茌牭碾娋W(wǎng)進(jìn)行劃分，將其劃分為多個行政管理單位，從而實(shí)現(xiàn)線損的統(tǒng)計(jì)、分析以及考核等；在分區(qū)管理中，它是對整個管理單位進(jìn)行的考核，其中的線損率指的是綜合線損率，從宏觀上對線損率進(jìn)行考察。在分壓管理中，針對不同的電壓等級對線損進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析以及考核；它也是在宏觀上對線損進(jìn)行的考察。在分線管理中，對不同電壓等級的設(shè)備線路、變壓器等進(jìn)行線損統(tǒng)計(jì)和分析；其考核的對象不僅包括送電線路，同時還包括主變的損耗。最后，在分臺區(qū)管理中對各個供電區(qū)域的電能損耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以及考核分析。

二、問題的提出

在計(jì)量自動化中，已經(jīng)完成了對應(yīng)的電能計(jì)量工作，這為線損的管理提供了基礎(chǔ)。接下來需要做的是利用已有的資料以及電能計(jì)量的結(jié)果進(jìn)行線損的計(jì)算和分析。其中，進(jìn)行線損建模是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

線損率的計(jì)算公式：線損率=輸入電量-供出電量

在線損管理中，線損目標(biāo)被稱之為線損分析對象，它是四分線管理模型中的一個實(shí)例，由通用屬性組成；具體包括名稱、最高電壓等級以及類別等[2]；其輸入和供出包括兩種對象，分別是：計(jì)量點(diǎn)分析對象、子線損分析對象。其次是線損計(jì)算的自動化，具體包括兩個方面的內(nèi)容：自動創(chuàng)建線損分析對象、自動計(jì)算線損率。因?yàn)閮H有線損模型是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要對其進(jìn)行實(shí)例化，這就需要從已有的資料中整理出對應(yīng)的線損分析對象。進(jìn)行線損對象的自動化建立時，需要根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備資料的拓?fù)潢P(guān)系，將分析對象和電量的組成明細(xì)整理出來；同時還需要對計(jì)量自動化系統(tǒng)資料的更改情況進(jìn)行監(jiān)控，對現(xiàn)有的對象進(jìn)行適當(dāng)增加和更改并定義變更后的線損分析對象。在電量的組成明細(xì)中，可能會存在子線損的分析對象；對此，需要解析輸入和供出的組成明細(xì)，將其轉(zhuǎn)換為表計(jì)資料；然后據(jù)此獲取電量信息，即可計(jì)算出輸入的電量和供出的電量。

三、計(jì)量自動化系統(tǒng)功能分析

對計(jì)量自動化系統(tǒng)的功能進(jìn)行分析，主要體現(xiàn)在：

1.低壓集抄系統(tǒng)

該系統(tǒng)利用低壓擴(kuò)頻載波以及RS-485總線等技術(shù)實(shí)現(xiàn)電能表數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及處理一體化；作為一種自動化電能計(jì)量管理系統(tǒng)，低壓集抄系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對用戶的自動化遠(yuǎn)方抄表；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控計(jì)量設(shè)備的工作狀況。最后對線損等進(jìn)行分析和掌握。另外，它還可以向系統(tǒng)提供電量數(shù)據(jù)，便于相應(yīng)的電量分析。

2.大客戶負(fù)荷管理系統(tǒng)

在該系統(tǒng)中，采用了自動控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，對客戶的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行在線監(jiān)測；有機(jī)結(jié)合客戶的抄表和負(fù)荷管理，最終完成對電能的自動采集、分析及計(jì)費(fèi)。該系統(tǒng)大大提高了用電監(jiān)測水平。

3.配變監(jiān)測計(jì)量系統(tǒng)

該系統(tǒng)利用了智能化的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行終端與主站的通信，實(shí)時監(jiān)測低壓配電變壓器的運(yùn)行狀況并進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，實(shí)時監(jiān)測線路測量點(diǎn)的情況。這樣，電力系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)用戶用電的異常情況，降低線路的損耗。

4.地網(wǎng)電能量計(jì)量遙測系統(tǒng)

作為一個數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用平臺，該系統(tǒng)包括主站、終端以及組織通道三部分；通過各種技術(shù)實(shí)現(xiàn)對變電站的電量計(jì)量和考核等。

四、計(jì)量自動化系統(tǒng)建設(shè)

1.建設(shè)目標(biāo)

在建設(shè)計(jì)量自動化系統(tǒng)時，首先對建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行分析，包括應(yīng)用目標(biāo)和技術(shù)目標(biāo)兩部分。

就應(yīng)用目標(biāo)而言，主要有：（1）采集相應(yīng)的計(jì)量信息，并將其提供給電力營銷部門；具體而言，該系統(tǒng)要能夠?qū)崟r采集到相應(yīng)電壓等級的計(jì)量信息；如：電量、示度電量以及凍結(jié)電量等。（2）將系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)提供給供電單位，如：電壓、電流、有功功率以及無功功率等；其目的在于為高質(zhì)量的電能提供保障。（3）以現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)信息為依據(jù)對線損進(jìn)行計(jì)算，并將其與理論值進(jìn)行比較，從而為線損的降低提供根據(jù)。

就技術(shù)目標(biāo)而言，主要分為：（1）實(shí)現(xiàn)一體化。建設(shè)計(jì)量自動化系統(tǒng)的重要技術(shù)目標(biāo)之一是實(shí)現(xiàn)一體化的數(shù)據(jù)采集處理、存儲以及主站計(jì)算機(jī)資源等。（2）建設(shè)的開放性。作為系統(tǒng)的開放性，是指在系統(tǒng)的通信設(shè)備以及協(xié)議中采用的是統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)；采用的數(shù)據(jù)庫是開放的商業(yè)數(shù)據(jù)庫。

2.系統(tǒng)構(gòu)架

系統(tǒng)主站的主要特點(diǎn)是能夠進(jìn)行跨平臺設(shè)計(jì)，在功能的實(shí)現(xiàn)上可以分層并且分塊，可伸縮性強(qiáng)，易于擴(kuò)展等；充分展現(xiàn)了電能數(shù)據(jù)的各種特點(diǎn)，如完整可靠、一致安全、實(shí)時性強(qiáng)、無法修改等。主站系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式如下：將采集處理層前置，第二層為數(shù)據(jù)的交換以及處理層，第三層為業(yè)務(wù)的處理層，高級應(yīng)用層為最高層。系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和處理時是在各系統(tǒng)的接口單元處實(shí)現(xiàn)的。

3.主要技術(shù)問題設(shè)計(jì)

首先是數(shù)據(jù)的采集，該過程分為兩個部分，即前期數(shù)據(jù)采集、后期數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)一體化的過程中采用了“集群前置機(jī)”的方式，其中前置機(jī)直接與終端相接；在最前端的前置機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)多種通道的兼容，同時還能夠接受多路信號；它將接收的信號經(jīng)過內(nèi)部接口傳遞給前置的路由器。應(yīng)用服務(wù)器的主要功能是進(jìn)行采集的處理，如數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)預(yù)處理以及數(shù)據(jù)的計(jì)算等等。

在數(shù)據(jù)預(yù)處理中，采用的是“時間完備性法”，其工作原理是：對相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn)的時間差進(jìn)行檢查，看是否在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)；如果在允許的范圍之內(nèi)，則證明該數(shù)據(jù)是有效的；否則，系統(tǒng)將會給出報(bào)警信號，同時將相關(guān)信息輸入到人機(jī)界面上，提醒工作人員進(jìn)行故障處理。就數(shù)據(jù)接口而言，在計(jì)量自動化系統(tǒng)中核心數(shù)據(jù)是終端設(shè)備上采集的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換是關(guān)鍵問題。在本次設(shè)計(jì)中，遵照相應(yīng)規(guī)范的要求，在數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)上分為內(nèi)部接口的設(shè)計(jì)以及外部接口的設(shè)計(jì)兩部分。就前者而言，共設(shè)計(jì)了四個子系統(tǒng)，并對這四個系統(tǒng)與綜合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了定義。整個過程采用的是webservice技術(shù)，圖1給出了內(nèi)部數(shù)據(jù)交換的拓?fù)鋱D。這四個系統(tǒng)能夠與綜合應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時的數(shù)據(jù)交換。

就外部接口來說，外部營銷管理系統(tǒng)將相應(yīng)的客戶檔案數(shù)據(jù)提供給低壓集中抄表系統(tǒng)；而后者又可以向前者提供相應(yīng)的客戶計(jì)費(fèi)電能信息；SCADA系統(tǒng)可以提供遙測系統(tǒng)中的接線信息；配電自動化系統(tǒng)或者是GIS系統(tǒng)可以為配電網(wǎng)監(jiān)測單元提供配電拓?fù)涞男畔ⅰD2給出了外部系統(tǒng)接口圖。以營銷系統(tǒng)接口為例，就電力營銷系統(tǒng)而言，它一般位于第三安全級別區(qū)中，而本文所研究的系統(tǒng)是處于第二安全級別區(qū)的；以上兩者之間的數(shù)據(jù)交換采用的是XML SOAP規(guī)范。圖3給出了與營銷系統(tǒng)交互的模型圖。

五、實(shí)例分析

將計(jì)量自動化系統(tǒng)應(yīng)用于某供電公司后，其應(yīng)用效益即得以體現(xiàn)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.在遠(yuǎn)程抄表中的應(yīng)用

該供電公司采用計(jì)量自動化系統(tǒng)后，遠(yuǎn)程抄表功能也已經(jīng)在廠站、配電臺區(qū)以及低壓集抄用戶中得到了全面應(yīng)用，過去的人工抄表被摒棄。在廠站以及配電臺區(qū)，線損的四分統(tǒng)計(jì)與分析得到應(yīng)用；在過去，變電站值班人員需要每天進(jìn)行現(xiàn)場抄表，將日用電量數(shù)據(jù)匯報(bào)給調(diào)度中心；而現(xiàn)在，只需要調(diào)度人員在系統(tǒng)上讀取相關(guān)數(shù)據(jù)即可。由此可見，減少了工作人員的工作量。

2.在計(jì)量和用電檢查中的應(yīng)用

應(yīng)用該系統(tǒng)后，計(jì)量裝置所出現(xiàn)的異常情況能夠及時被發(fā)現(xiàn)，故障點(diǎn)的定位也比過去迅速準(zhǔn)確得多。這無疑提高了供電公司的反竊電能力，提高了故障處理的效率。自2006年應(yīng)用計(jì)量自動化系統(tǒng)以來，該供電公司一共發(fā)現(xiàn)并處理了竊電和故障事件300多件，為公司挽回了1000多萬元的漏計(jì)金額。另外，該系統(tǒng)還可以為追補(bǔ)電量的核算提供證據(jù)；該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對計(jì)量異常的核算，可以準(zhǔn)確取證，對竊電的時間和漏計(jì)的電量進(jìn)行追查等。

3.統(tǒng)計(jì)配網(wǎng)運(yùn)行和供電質(zhì)量時，需要采集電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)

過去，需要安排工作人員在電壓的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行電壓的抄表，以此得到相應(yīng)的電壓數(shù)據(jù)；而電壓監(jiān)測儀的安裝十分分散，抄表需要耗費(fèi)大量的人力和物力；采用計(jì)量自動化系統(tǒng)后覆蓋了所有的電壓監(jiān)測點(diǎn)，再無需現(xiàn)場抄表?？傮w而言，系統(tǒng)在應(yīng)用上的優(yōu)勢表現(xiàn)在：無需再安裝電壓監(jiān)測儀器，避免了重復(fù)性的建設(shè)以及對儀器的運(yùn)行維護(hù)；在電壓監(jiān)測點(diǎn)范圍的選取上更加靈活；電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)可以進(jìn)行自動采集和統(tǒng)計(jì)，不僅實(shí)現(xiàn)了電能質(zhì)量的實(shí)時監(jiān)控，同時還可以隨時對過去的電壓質(zhì)量等情況進(jìn)行查詢。

六、結(jié)束語

當(dāng)前，線損管理系統(tǒng)已經(jīng)在很多電力公司得以應(yīng)用，具有較好的應(yīng)用效果。但該系統(tǒng)依然存在一些不足之處。比如其普及度還不夠，計(jì)量系統(tǒng)的資料存在與現(xiàn)場不符的情況，造成建模和計(jì)算時存在偏差。這就需要廣大電力工作者對此投入更多的精力，不斷加以研究并完善該系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙建保.用電力負(fù)荷管理系統(tǒng)進(jìn)行線損分析[J].電力需求側(cè)管理，2008，（3）.

[2]許蕓，劉燕.集中集成的線損綜合分析系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].供用電，2008，（5）.

（責(zé)任編輯：王祝萍）