變電站電量采集上報(bào)系統(tǒng)的研究和開發(fā)

李澤榮，魏琴梅，高彤

（國(guó)網(wǎng)太原供電公司，山西太原030012）

變電站電量采集上報(bào)系統(tǒng)的研究和開發(fā)

李澤榮，魏琴梅，高彤

（國(guó)網(wǎng)太原供電公司，山西太原030012）

研究并獨(dú)立開發(fā)了一套變電站電量采集上報(bào)系統(tǒng)，由該系統(tǒng)自動(dòng)采集和填報(bào)電量數(shù)據(jù)信息，并自動(dòng)套用電量計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，免去運(yùn)行人員手工填報(bào)的繁重工作，并且可保證正確無(wú)誤，大大提高了工作效率。

變電站；電量上報(bào)；電量計(jì)算；軟件系統(tǒng)

0 引言

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司“三集五大”改革的要求，山西各地市供電公司對(duì)所管轄的所有變電站進(jìn)行了“大運(yùn)行”管理模式的整改，并對(duì)以前郊縣局所管轄的35 kV變電站實(shí)現(xiàn)了交接，變電站運(yùn)行模式由原來(lái)傳統(tǒng)的操作隊(duì)模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤按筮\(yùn)行”模式，實(shí)現(xiàn)了變電站業(yè)務(wù)更集中和高效的管理和運(yùn)作。

與此同時(shí)，對(duì)于變電運(yùn)行工區(qū)的基層班組來(lái)說(shuō)，因?yàn)樵瓕俳伎h局所管的35 kV變電站劃歸為其管理，再加上原來(lái)操作隊(duì)模式下所管轄的220 kV、110 kV變電站，班組所需要運(yùn)行和維護(hù)多達(dá)十幾個(gè)變電站，十多個(gè)變電站需要采集維護(hù)和上報(bào)的電量數(shù)據(jù)常常是海量數(shù)據(jù)，由于實(shí)際工作中仍然采取人工填報(bào)數(shù)據(jù)和人工計(jì)算的方式，帶來(lái)的是變電運(yùn)行人員工作量的劇增和出錯(cuò)幾率的增大。

變電站電量采集上報(bào)系統(tǒng)的研究和獨(dú)立開發(fā)有效解決了以上所提出的問(wèn)題，該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，正確無(wú)誤，并且可以應(yīng)用到山西省電力公司下屬的所有變電站。

1 項(xiàng)目現(xiàn)狀

以國(guó)網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司為例，在變電站例行工作中，每月25號(hào)需要將所有管轄變電站的所有出線電量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算上報(bào)，以與省一級(jí)電力調(diào)度電量進(jìn)行對(duì)應(yīng)，并與電力營(yíng)銷部門的電量結(jié)算進(jìn)行核對(duì)，該工作要從電能集抄系統(tǒng)中取得變電站當(dāng)日的實(shí)時(shí)電量數(shù)據(jù)，以小店變電站為例，其中共有47塊電能表的數(shù)據(jù)要采集，每一間隔包括正電量（電能送入）和負(fù)電量（電能送出），有的間隔還分主表、副表兩塊表，每個(gè)間隔又分為高峰、平峰、低谷、總有功、總無(wú)功電量，僅在小店變電站一個(gè)站中采集的數(shù)據(jù)達(dá)到了229個(gè)，并且均為帶有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可想而知，“大運(yùn)行”改革后的變電運(yùn)行班組負(fù)責(zé)10個(gè)站以上時(shí)，需要填報(bào)的數(shù)據(jù)量十分龐大，而且經(jīng)常有出錯(cuò)和無(wú)法平衡的數(shù)據(jù)找不到原因。

除了每月25日的電量上報(bào)例行工作，每日例行工作中也有一項(xiàng)上報(bào)所在基站的電量，一般采用現(xiàn)場(chǎng)直接讀取電度表底碼的方式，再經(jīng)過(guò)填報(bào)數(shù)據(jù)和公式計(jì)算得到每日上報(bào)調(diào)度的電量，也存在填報(bào)錯(cuò)誤或者計(jì)算錯(cuò)誤等問(wèn)題。

2 相關(guān)理論[1-5]

倍率就是將實(shí)際使用的電能縮小該數(shù)字的倍數(shù)后在電表上反映出來(lái)的數(shù)字。倍率在數(shù)值上等于一次額定電流（或電壓）與二次額定電流（或電壓）的比值。計(jì)算實(shí)際電量時(shí)需要用讀數(shù)差×倍率。一般用電流互感器和電壓互感器來(lái)配合使用。

進(jìn)——表明該間隔為受電側(cè)，即電量從此間隔輸入，一般與電廠相連給變電站供電的線路電量表征為“進(jìn)”；出——表明該間隔為供電側(cè)，即電量從此間隔輸出，對(duì)于變壓器低壓側(cè)間隔和負(fù)荷線路電量一般表征為“出”，對(duì)于聯(lián)絡(luò)線，存在潮流方向的轉(zhuǎn)換，因此有“進(jìn)”、“出”兩種電量表征。

出線有功供電量為

Qxj——線路進(jìn)無(wú)功電量。

Pshang——上月有功電量；

精神文明是指人類在改變主、客觀世界的過(guò)程中所取得的精神成果，是人類智慧和道德前進(jìn)的狀態(tài)。精神文明主要可以從兩個(gè)方面進(jìn)行概述；一是科學(xué)文化方面，這個(gè)方面包括了社會(huì)的文化、知識(shí)的發(fā)展，教育、體育、衛(wèi)生、藝術(shù)和科學(xué)等事業(yè)的發(fā)展；二是思想道德方面，這個(gè)方面主要包括政治思想、道德的面貌，社會(huì)風(fēng)氣和人類的人生觀、世界觀、價(jià)值觀、情操、理想、信念等內(nèi)在思想表現(xiàn)。它與現(xiàn)代物質(zhì)文明社會(huì)相輔相成，彼此對(duì)應(yīng)又彼此相聯(lián)系〔2〕。精神文明是以馬克思主義理念為核心，社會(huì)主義公有制為根本，是人類生存發(fā)展的必要條件。

fbei——倍率；

Pygong——有功供電量。

出線無(wú)功供電量為

式中：Qben——本月無(wú)功電量；

Qshang——上月無(wú)功電量；

Qwgong——無(wú)功供電量。

3.亞太地區(qū)各RTA條款的對(duì)比。為考察亞太地區(qū)各RTA的簽署質(zhì)量和真實(shí)承諾水平，本文以亞太地區(qū)內(nèi)部各國(guó)簽署實(shí)施的46個(gè)FTA協(xié)定原文為研究主體，就各雙邊以及多邊RTA涉及的條款范圍和實(shí)際法律約束程度進(jìn)行了對(duì)比分析，計(jì)算結(jié)果詳見表3。

主變下網(wǎng)總供有功電量為

式中：P1bc——1號(hào)主變出有功電量；

P2bc——2號(hào)主變出有功電量；

二是提升社區(qū)矯正心理矯治工作的信息化、科技化、智能化水平。對(duì)社區(qū)矯正工作人員而言，要培養(yǎng)科技思維和互聯(lián)網(wǎng)思維，通過(guò)門戶網(wǎng)站、微信、手機(jī)APP等在線進(jìn)行心理測(cè)評(píng)和心理健康教育等工作，省時(shí)省力；對(duì)社區(qū)服刑人員而言，心理干預(yù)可以牽手VR技術(shù)，配合體感設(shè)備，全方位調(diào)動(dòng)感官，實(shí)現(xiàn)身心感受的聯(lián)結(jié)。

2.1.5 重復(fù)性考察 按照“2.1.4”項(xiàng)下分別制備Lut-SD和Lut-PC-SD供試品溶液，各6份。按照“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件分別進(jìn)樣，結(jié)果顯示Lut-SD峰面積的RSD為0.79%，Lut-PC-SD峰面積的RSD為0.62%。

主變下網(wǎng)總供無(wú)功電量為

式中：Q1bc——1號(hào)主變出無(wú)功電量；

Q2bc——2號(hào)主變出無(wú)功電量；

Qbcz——2臺(tái)主變總出無(wú)功電量。

站用變總供有功電量為

2) 按鍵和掃描槍均可以工作為鍵盤模式，所以在編譯嵌入式linux內(nèi)核時(shí)需添加對(duì)鍵盤驅(qū)動(dòng)的支持。具體步驟：make menuconfig ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- / Device Drivers / Input device support / keyboards。

式中:P1sc——1號(hào)所用變出有功電量；

讓學(xué)生每周回家翻閱教師推薦的各類綜合性報(bào)紙，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行選擇性閱讀，并選擇其中有意義的社會(huì)新聞寫新聞評(píng)論。

自2016年開始實(shí)施經(jīng)世教育SMART睿智職業(yè)規(guī)劃體系以來(lái)，建立了學(xué)校、企業(yè)、家長(zhǎng)和學(xué)生的四方聯(lián)動(dòng)機(jī)制，效果明顯。我校2016級(jí)計(jì)應(yīng)云計(jì)算、2016級(jí)通信工程移動(dòng)通信方向的同學(xué)通過(guò)實(shí)施職業(yè)規(guī)劃體系，在校期間逐步完善自己的職業(yè)方向和目標(biāo)，部分同學(xué)已經(jīng)獲取了行業(yè)資格證書，如華為HCNP工程師證書，在云計(jì)算、移動(dòng)通信領(lǐng)域獲取一定的技能和經(jīng)驗(yàn)，部分同學(xué)已經(jīng)進(jìn)入了如吉林省公安廳、長(zhǎng)安集團(tuán)、重慶郵電、華為成都研究所進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)工作。同時(shí)該職業(yè)規(guī)劃體系得到了四川大學(xué)通信系和電子科技大學(xué)電子類專業(yè)的認(rèn)可，均認(rèn)為是學(xué)生縮短進(jìn)入社會(huì)適應(yīng)期的較好方式，并在相應(yīng)階段的學(xué)生培養(yǎng)中引入了該模式。

P2sc——2號(hào)所用變出有功電量；

Pscz——2臺(tái)所用變出總有功電量。

總所用電率為

式中：Czs1——總所用電率。

其中1號(hào)所用變壓器所用電率為

式中：C1s1——1號(hào)所用變所用電率；

P1scz——1號(hào)所用變出總有功電量；

P1bcz——1號(hào)主變出總有功電量。

2號(hào)站用電率類似。

220 kV母線進(jìn)總輸入電量為

由于線路相對(duì)于母線其功率可以分為流出和流進(jìn)兩個(gè)方向，因此流出線路的功率因數(shù)為

Pjz——220kV母線所連進(jìn)線進(jìn)總有功電量；

鏈中存在信息不對(duì)稱的情況，也逐漸成為研究的重點(diǎn)。大多從博弈論的角度，供應(yīng)鏈對(duì)象掌握的信息不同分析供應(yīng)鏈金融沒(méi)有得到應(yīng)有的發(fā)展。本文嘗試從參與主體，對(duì)供應(yīng)鏈金融進(jìn)行分類，重點(diǎn)選擇商業(yè)銀行主導(dǎo)的供應(yīng)鏈金融問(wèn)題進(jìn)行研究。嘗試運(yùn)用委托代理理論分析供應(yīng)鏈金融中沒(méi)有得到充分發(fā)展的原因，針對(duì)信息不對(duì)稱引發(fā)的委托代理理論進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，促進(jìn)供應(yīng)鏈金融的發(fā)展。

今年全國(guó)化肥產(chǎn)量下降，成本提高，市場(chǎng)價(jià)格高。康滿紅表示，與去年同期相比，公司經(jīng)銷的鉀肥價(jià)格上漲17.3%，BB肥價(jià)格漲16.6%，導(dǎo)致銷量降幅超過(guò)30%。主要原因是受國(guó)家去產(chǎn)能、化肥零增長(zhǎng)等宏觀政策影響，傳統(tǒng)化肥需求量減少，農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格較低并將長(zhǎng)期存在，國(guó)外進(jìn)口的質(zhì)優(yōu)價(jià)低農(nóng)產(chǎn)品沖擊。

廣彩紋飾多樣，大多為定制產(chǎn)品，產(chǎn)品隨著各地區(qū)的審美傾向和各階層人群的需求而變化，表現(xiàn)出歲無(wú)定樣的特征。

Pxj——線路進(jìn)有功電量；

式中：P220mc——220 kV母線總出有功電量；

宮殿大門上方的屋頂上鑲嵌著一座大鐘，大鐘頂部則戴著一頂“王冠”。同樣吸引眼球的還有大門上方雕刻著的徽章，上面的獨(dú)角獸是蘇格蘭的象征。

Pcz——220 kV母線所連出線出總有功電量。

220 kV母線電量差為

式中：P220mch——220 kV母線電量差。

220 kV母線有功不平衡率為

式中：P220mbp——220 kV母線有功不平衡率。

220 kV母線無(wú)功、110 kV、35 kV的有功、無(wú)功的不平衡率計(jì)算類似，只需要把其中P、Q改成相應(yīng)電壓等級(jí)即可。

1號(hào)主變220 kV側(cè)功率因數(shù)為

110 kV、35 kV側(cè)以及2號(hào)主變計(jì)算類似。

式中：P220mj——220 kV母線總進(jìn)有功電量；

式中：cosφc——線路出功率因數(shù);

2)預(yù)制艙式二次組合設(shè)備至預(yù)制式組合二次設(shè)備的光纜連接，包括對(duì)時(shí)主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)分析與故障錄波主機(jī)至各二次設(shè)備預(yù)制艙內(nèi)相應(yīng)系統(tǒng)子機(jī)等光纜均采用預(yù)制光纜。

Pxc——線路出有功電量；

由于擺桿角度趨近于零，其變化的速度和幅值很小，所以初始誤差可以忽略，則TD為小車位移Xr安排過(guò)渡過(guò)程，TD利用非線性函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)廣義導(dǎo)數(shù)進(jìn)行光滑逼近[8]。用于安排過(guò)渡過(guò)程，用以得到光滑的輸入。其算法表達(dá)式如下：

Qxc——線路出無(wú)功電量。

流出線路的功率因數(shù)為

式中：cosφj——線路進(jìn)功率因數(shù);

Pbcz——2臺(tái)主變總出有功電量。

220 kV母線總輸出電量為

式中：Pben——本月有功電量；

得到了以上計(jì)算電量所需要的全部公式，再結(jié)合從現(xiàn)場(chǎng)采集回來(lái)的電量數(shù)據(jù)，即可能進(jìn)行完整的電量數(shù)據(jù)計(jì)算。

3 軟件程序設(shè)計(jì)

所開發(fā)軟件的目的是全部由計(jì)算機(jī)代替人工的電量數(shù)據(jù)填報(bào)和計(jì)算，將以前人工需要7～8 h完成的工作，在5min內(nèi)即可由計(jì)算機(jī)全部代替完成，并且可防止引入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)（判斷本月電量數(shù)據(jù)必定要大于等于上月電能數(shù)據(jù)，并且輸入輸出電量必須匹配），該軟件可以將變電運(yùn)維人員從大量繁瑣易錯(cuò)的數(shù)據(jù)采集填報(bào)計(jì)算中解脫出來(lái)。最后，在設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中要考慮到軟件的普遍適用性，以便將來(lái)在更大的范圍和更多的變電站推廣和使用該軟件。

N——220 kV母線上所有線路數(shù)。

該軟件采用面向?qū)ο蟮木幊趟悸罚捎肰B語(yǔ)言作為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，程序設(shè)計(jì)框如圖1所示。

圖1 軟件程序流程圖

其中生成上月底碼的功能為將上月報(bào)表中的電量數(shù)據(jù)填充到本月報(bào)表的上月底碼位置，以形成本月供電量的基數(shù)。生成昨日底碼類似。

導(dǎo)入本月電量EXCEL表格為從電能集抄系統(tǒng)中生成的本月電量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，太原供電公司所轄變電站基本實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)方集中抄錄電量，已無(wú)需運(yùn)維人員去站內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)抄表。

程序自動(dòng)進(jìn)行固定位置的填報(bào)為該系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其中涉及到電量數(shù)據(jù)庫(kù)中大量數(shù)據(jù)的讀取和轉(zhuǎn)存，而且又是大量重復(fù)性的工作，此工作在人工完成的方式下是最耗時(shí)費(fèi)力的，以小店變電站為例，人工完成該部分工作需要將近30min，而此種重復(fù)性的數(shù)據(jù)處理工作計(jì)算機(jī)最為擅長(zhǎng)，經(jīng)測(cè)試此部分工作計(jì)算機(jī)處理僅用時(shí)1.015 s（時(shí)間長(zhǎng)短跟計(jì)算機(jī)性能有關(guān)系而略有不同），可以說(shuō)極大地提高了工作效率。

程序自動(dòng)按公式計(jì)算電量部分采用第2節(jié)所提到的所有公式，從數(shù)據(jù)庫(kù)的固定位置讀取所需要的電量數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)公式自動(dòng)計(jì)算出結(jié)果數(shù)據(jù)，同樣由計(jì)算機(jī)計(jì)算比人工手算要快速并且準(zhǔn)確很多。

生成本月電量報(bào)表程序?qū)⒆詣?dòng)生成按上級(jí)部門所要求上報(bào)數(shù)據(jù)格式的EXCEL表格，其中包括該月的電量不平衡率，上級(jí)部門也根據(jù)不平衡率對(duì)變電運(yùn)維工區(qū)進(jìn)行考核，經(jīng)過(guò)測(cè)試，用軟件得出的報(bào)表不平衡率都在0.1%以內(nèi)，說(shuō)明軟件計(jì)算無(wú)誤而且線損在正常范圍。

4 軟件實(shí)例驗(yàn)證

以小店變電站2013年1月25的電量上報(bào)例行工作為例，小店站有多達(dá)229個(gè)電量數(shù)據(jù)的復(fù)雜分析計(jì)算，采用軟件進(jìn)行計(jì)算，打開系統(tǒng)主界面部分截圖如圖2所示。

圖2 軟件主界面圖

按界面中所提示的操作步驟，一共只需簡(jiǎn)單的僅用鼠標(biāo)點(diǎn)擊的四步操作，全過(guò)程無(wú)需直接操作任何具體數(shù)據(jù)，全部交由計(jì)算機(jī)完成。為了了解軟件提高效率的程度，軟件設(shè)計(jì)了程序計(jì)算計(jì)時(shí)程序，可以看到全部用時(shí)為1.015 s。最后生成的固定格式的EXCEL報(bào)表局部如圖3所示。

圖3 生成報(bào)表局部截圖

圖中有220 kV、110 kV、35 kV母線的有功與無(wú)功的輸入輸出電量，并顯示有不平衡率。

由于日例行工作中每晚9點(diǎn)，需要上報(bào)當(dāng)日電量給調(diào)度進(jìn)行核對(duì)，所涉及的數(shù)據(jù)較少，因此除了采用軟件自動(dòng)計(jì)算方式外，也可用人工填報(bào)計(jì)算的方式。例如小店站，常采用人工填報(bào)計(jì)算方式，因此同樣開發(fā)軟件界面，如圖4所示。

圖4 每日電量計(jì)算界面

輸入當(dāng)日電量數(shù)據(jù)后，鼠標(biāo)點(diǎn)擊計(jì)算按鈕，即可生成計(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果界面如圖5所示。

以上所有結(jié)果都與人工計(jì)算方式的結(jié)果進(jìn)行多次測(cè)試對(duì)比，其結(jié)果全部正確。

5 結(jié)束語(yǔ)

該項(xiàng)目有以下特點(diǎn)：采用面向?qū)ο蟮木幊谭椒▽?shí)現(xiàn)，使用VB編程語(yǔ)言；開發(fā)用戶界面，由變電運(yùn)行維護(hù)人員在界面上點(diǎn)擊操作，避免破壞公式和倍率等常量，并且界面友好；自動(dòng)實(shí)現(xiàn)上月采集底碼填入到本月報(bào)表中上月底碼相應(yīng)位置，避免復(fù)制錯(cuò)誤；對(duì)于電量數(shù)據(jù)的正確性有一定的糾錯(cuò)能力，對(duì)于錯(cuò)誤數(shù)據(jù)將給出提示；省時(shí)高效，以往需要7～8 h的工作量，最理想情況下，使用該軟件系統(tǒng)在5min內(nèi)足以完成；開發(fā)一次，一勞永逸。

圖5 每日電量計(jì)算結(jié)果界面

最后，該軟件系統(tǒng)有較大的推廣意義，太原供電公司甚至山西省電力公司范圍內(nèi)所轄所有變電站都需要進(jìn)行固定格式的電量數(shù)據(jù)填入計(jì)算上報(bào)，如果軟件推廣應(yīng)用，可以極大地節(jié)省人工成本，提高效率，并能提高上報(bào)數(shù)據(jù)質(zhì)量，有較大的實(shí)際推廣意義。目前，該系統(tǒng)已申請(qǐng)?zhí)╇姽究萍紕?chuàng)新項(xiàng)目。

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［2］王潤(rùn)杰，楊會(huì)武.變電站電量采集系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（31）：17-20.

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［4］張國(guó)珍，李曉明.電量采集與分析系統(tǒng)的性能優(yōu)化［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2003（5）：14-17.

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Research and Developmentof Tele-meter Data Collecting and Reporting System atSubstations

LIZe-rong，WEIQin-mei，GAO Tong
（State Grid Taiyuan Power Supply Company，Taiyuan，Shanxi 030012，China）

A tele-meter data collectingand reporting system was researched and developed.Based on the system，power data can be collected and filled in automatically，and be calculated automatically through formula,which spares the operators from heavy manual data-fillingwork，and also ensures data correctnessand workingefficiency greatly.

subtation；electric energy report；electric energy calculation；software system

TM764.1

A

1671-0320（2014）01-0028-04

2013-08-12，

2013-11-20

李澤榮（1984-），男，山西呂梁人，碩士，2008年畢業(yè)于華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，從事電力系統(tǒng)調(diào)度與變電運(yùn)行相關(guān)工作；

魏琴梅（1973-），女，山西太原人，1992年畢業(yè)于太原電力高等專科學(xué)校電力系統(tǒng)專業(yè)，從事變電運(yùn)行管理工作；

高彤（1990-），男，甘肅天水人，2011年畢業(yè)于長(zhǎng)沙理工大學(xué)電力系統(tǒng)專業(yè)，從事繼電保護(hù)與變電運(yùn)行相關(guān)工作。