10千伏線路及低壓臺區(qū)理論線損在線計算系統(tǒng)開發(fā)研究

馬駿

摘要：利用貴陽供電局計量自動化系統(tǒng)、營銷MIS系統(tǒng)采集的實時運行數(shù)據(jù)，進(jìn)行10千伏線路及低壓臺區(qū)在線理論線損計算系統(tǒng)開發(fā)，實現(xiàn)10千伏線路及低壓臺區(qū)運行數(shù)據(jù)自動讀取與錄入，建立一套集數(shù)據(jù)集成、配電網(wǎng)理論線損在線計算、配電網(wǎng)模擬降損分析、趨勢分析、系統(tǒng)管理等功能于一體的配電網(wǎng)理論線損在線計算分析軟件系統(tǒng)，充分滿足貴陽供電局對理論線損管理工作的需要，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：計量自動化系統(tǒng);配電網(wǎng)理論線損;實時計算;數(shù)據(jù)集成

中圖分類號：TM769 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）32-0195-02

目前貴陽供電局10千伏線路及低壓臺區(qū)的線損占總損耗60%以上，是線損管理和節(jié)能降損過程中的重要環(huán)節(jié)。從規(guī)劃、設(shè)備配置、運行、計量、線損管理等方面，加強10千伏線路及低壓臺區(qū)的線損分析對貴陽供電局節(jié)能降損具有極其重要的意義。

貴陽供電局10千伏線路及低壓臺區(qū)理論線損計算數(shù)據(jù)采集工作量大，且多為人工采集，因而既難以保證數(shù)據(jù)的即時性，又不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動導(dǎo)入，這種情況下數(shù)據(jù)的參考價值大打折扣。同時，近年貴陽供電局相繼建成了較完善的配變監(jiān)測、負(fù)荷管理、電能量采集、營銷系統(tǒng)等自動化系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)在運行過程中其綜合利用水平還存在很大的提高空間。目前還是通過人工方式進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，工作量大、結(jié)果準(zhǔn)確率低，使得線損工作缺乏科學(xué)性和有效的針對性。

為解決上述問題，經(jīng)報貴州電網(wǎng)公司批準(zhǔn)，貴陽供電局開展了關(guān)于10千伏線路及低壓臺區(qū)理論線損在線計算系統(tǒng)的開發(fā)研究。

一、配電網(wǎng)在線理論線損計算系統(tǒng)詳述

1.配電網(wǎng)在線理論線損計算系統(tǒng)平臺構(gòu)架

配電網(wǎng)在線理論線損計算系統(tǒng)采用3層結(jié)構(gòu)，分為中間層、應(yīng)用層和客戶端。[1]中間層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換和管理，應(yīng)用層負(fù)責(zé)計算、WEB網(wǎng)頁發(fā)布等功能處理程序集中實現(xiàn)，客戶端負(fù)責(zé)計算結(jié)果的查詢顯示及離線分析。

配電網(wǎng)在線理論線損計算系統(tǒng)采用B/S模式，集中式部署，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與圖1所示。[2]

主站中間層服務(wù)器是全局10kV及以下電壓等級電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的提取、轉(zhuǎn)換、處理、儲存中心以及計量自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)提取中心，與營銷MIS系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫。主站應(yīng)用層服務(wù)器完成全局10kV以下電網(wǎng)線損理論計算、降損分析等應(yīng)用功能。

2.系統(tǒng)接口方式

采用中間數(shù)據(jù)庫表或視圖為載體，按照預(yù)先定義的庫、表結(jié)構(gòu)定義和權(quán)限配置，實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)源系統(tǒng)提供中間數(shù)據(jù)庫表或視圖，由線損管理系統(tǒng)進(jìn)行抽取。數(shù)據(jù)庫接口的優(yōu)點是穩(wěn)定、執(zhí)行效率高、速度快，特別是大數(shù)據(jù)量交換時具有明顯優(yōu)勢。

3.在線理論線損計算系統(tǒng)模塊開發(fā)

（1）系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心模塊。系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心模塊是在線理論線損計算系統(tǒng)中的核心組件，為在線理論線損計算系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的公共信息模型。通過統(tǒng)一編碼、統(tǒng)一模型、統(tǒng)一數(shù)據(jù)字典、統(tǒng)一接口，集成了各自動化系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，消除了信息孤島，實現(xiàn)了信息共享。建立了面向主題的多維分析模型，支持OLAP，即席報表和數(shù)據(jù)挖掘。通過數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，保證了線損數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性，提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接入服務(wù)和數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，保證了數(shù)據(jù)安全性。

（2）控制中心模塊?？刂浦行奶峁┫到y(tǒng)的整體管理功能，屬于整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)公共模塊。控制中心主要包含用戶權(quán)限的控制、組織結(jié)構(gòu)管理、系統(tǒng)功能導(dǎo)航、用戶個性化配置以及用戶幫助信息。

（3）系統(tǒng)接口模塊。配電網(wǎng)在線理論線損計算系統(tǒng)開發(fā)電能量計算系統(tǒng)接口模塊，提取計量自動化系統(tǒng)計量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，與理論線損計算值進(jìn)行對比分析，實現(xiàn)對電能量計量系統(tǒng)的監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常。

（4）實時網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析模塊。實時網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析內(nèi)容包括：網(wǎng)絡(luò)結(jié)線分析（亦稱網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌顟B(tài)估計、不良數(shù)據(jù)檢測與辨識、變壓器抽頭估計、量測誤差估計等。

實時網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析最主要的功能是狀態(tài)估計。由于調(diào)度自動化系統(tǒng)中量測數(shù)據(jù)可能存在不良數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)的遙測結(jié)果不符合電路定律，為了得到完整可靠的實時數(shù)據(jù)，提高在線理論線損計算準(zhǔn)確度，需要采取狀態(tài)估計技術(shù)，對量測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理。

通過實時網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析，把“生數(shù)據(jù)”變成了“熟數(shù)據(jù)”，確保得到完整而精確的各種電氣量，并糾正偶然出現(xiàn)的錯誤的開關(guān)狀態(tài)信息，保證電網(wǎng)接線方式的正確性。[3]

（5）線損計算與分析模塊。

計算設(shè)置。系統(tǒng)可對理論線損計算所采用的算法進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置，根據(jù)數(shù)據(jù)情況也可對不同類型的電網(wǎng)線損計算進(jìn)行不同的計算方法設(shè)置。

計算時間可進(jìn)行統(tǒng)一配置或自定義配置。

計算周期的設(shè)置可根據(jù)數(shù)據(jù)情況實現(xiàn)自定義配置。輸電網(wǎng)滿足以時為單位的理論線損在線計算。中低壓配電網(wǎng)滿足以月為單位的理論線損在線計算，數(shù)據(jù)條件具備的情況下可滿足以天為單位的理論線損在線計算。在理論線損在線計算過程中由于數(shù)據(jù)源系統(tǒng)數(shù)據(jù)不齊全或者數(shù)據(jù)突變等異常原因造成的計算不準(zhǔn)確。針對此種情況，系統(tǒng)提供補算功能，用戶可以通過補算窗口錄入相關(guān)數(shù)據(jù)重新計算，在計算完成后系統(tǒng)自動將最新計算結(jié)果替換原結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫中。

對于未獲取數(shù)據(jù)的情況系統(tǒng)可以通過設(shè)定由系統(tǒng)自行補算，也可在數(shù)據(jù)校對、設(shè)置后人工進(jìn)行補算。

數(shù)據(jù)查詢。系統(tǒng)具備強大的查詢功能，查詢內(nèi)容包括原始數(shù)據(jù)（如原始表底、電量、臺賬等）、計算中間結(jié)果（如任一元件損耗、占比等）、計算結(jié)果（如線損率明細(xì)表、重?fù)p明細(xì)表、輕載明細(xì)表、經(jīng)濟運行結(jié)果表等等）。

可以對查詢規(guī)則進(jìn)行組合，對查詢參數(shù)進(jìn)行自定義配置，并提供常用的默認(rèn)參數(shù)和規(guī)則配置。

可對原始數(shù)據(jù)、計算結(jié)果的分類查詢。

可通過檢索功能實現(xiàn)快速對象定位。

系統(tǒng)支持不低于3年的歷史數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)存儲的周期和最長時間可以由用戶設(shè)定。超出時間限制的數(shù)據(jù)，可以自動刪除或者啟動數(shù)據(jù)備份服務(wù)進(jìn)行保存。

結(jié)果輸出。系統(tǒng)提供獨立的報表編輯器進(jìn)行報表格式的設(shè)計與編輯，通過拖拉式操作靈活地自行設(shè)計所需的報表樣式。

常規(guī)理論線損輸出報表有：

中壓配電網(wǎng)模塊報表：配網(wǎng)線路理論線損結(jié)果表（代表日/月）;配網(wǎng)多電源線路理論線損結(jié)果表（代表日/月）;理論線損結(jié)果表（月/變電站）;理論線損結(jié)果表（按變電站匯總，日/月）;配網(wǎng)損耗明細(xì)表（按元件分類，導(dǎo)線/變壓器）;線路基礎(chǔ)資料匯總表。

低壓400V臺區(qū)模塊報表：低壓線損線路匯總表（代表日/月）;低壓臺區(qū)損耗明細(xì)表（按元件分類）;低壓臺區(qū)基礎(chǔ)資料匯總表。

系統(tǒng)具備動態(tài)顯示功能，顯示內(nèi)容包括有功（無功）潮流流向圖、損耗分布圖等等。

系統(tǒng)可依據(jù)損耗分布、電量分布、經(jīng)濟運行情況、電壓異常情況等規(guī)則對計算結(jié)果進(jìn)行圖形化展示。

展示方式包括區(qū)域高亮、閃爍、告警等。

報告生成。理論線損在線計算的結(jié)果輸出內(nèi)容較多，用戶對結(jié)果進(jìn)行分析時，需要從大量輸出結(jié)果中篩選所需數(shù)據(jù)，較為繁瑣、復(fù)雜。

考慮到用戶應(yīng)用的便利性，系統(tǒng)提供理論線損報告自動生成功能，用戶可以通過對計算時間的設(shè)置和模板的選擇來自動生成理論線損分析報告，從而有效降低用戶工作量和出錯概率。

異常處理。系統(tǒng)提供開放的告警規(guī)則編輯器，允許進(jìn)行自定義的規(guī)則設(shè)定?？蓪λ袌蟊頂?shù)據(jù)進(jìn)行篩選判斷，對異常結(jié)果進(jìn)行告警。

告警內(nèi)容：異常數(shù)據(jù)匯總表;分級告警;聲音告警;彈框告警;滾動條告警;短信提示。

告警級別：可按照異常問題的分類進(jìn)行告警級別的設(shè)置，系統(tǒng)預(yù)設(shè)3中告警級別：嚴(yán)重、重要、普通。通過告警級別的設(shè)置管理人員可以加強對線損管理的指導(dǎo)性和清晰度。

系統(tǒng)可按照告警級別的不同定義問題處理的角色并分別設(shè)置異常處理流程。在判斷計算結(jié)果存在異常時，自動進(jìn)入異常處理流程，將相關(guān)信息自動關(guān)聯(lián)，發(fā)送至相關(guān)人員，通過分析、報送、審核、修正等步驟完成異常處理。異常處理狀態(tài)可全過程跟蹤查詢，并可進(jìn)行異常處理記錄查詢。

降損輔助決策模塊。在線理論線損計算系統(tǒng)提供豐富的應(yīng)用功能模塊，可以廣泛應(yīng)用到規(guī)劃、運行、線損管理中。

設(shè)備歷史運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。系統(tǒng)記錄了設(shè)備臺賬、電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、完整的設(shè)備歷史運行數(shù)據(jù)，可以做為電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，給規(guī)劃設(shè)計部門提供第一手資料，用來指導(dǎo)電網(wǎng)建設(shè)與改造工作。

降損決策分析。系統(tǒng)可以及時反映電網(wǎng)網(wǎng)架、負(fù)荷水平、運行方式等變化對電網(wǎng)輸變電設(shè)備和線損的影響，準(zhǔn)確分析電網(wǎng)存在的問題，及時掌握電網(wǎng)的發(fā)輸變電情況，并通過結(jié)果分析有效地積累科學(xué)數(shù)據(jù)，找出電能損耗原因并提出有效的降損措施。降損分析方法有：優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和調(diào)整運行方式降損分析、無功優(yōu)化補償降損分析、線路建設(shè)改造和縮短供電半徑降損分析、增加變電站布點和變電站負(fù)荷轉(zhuǎn)移降損分析、調(diào)整運行電壓降損分析等降損措施分析。

二、系統(tǒng)實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)

計量自動化系統(tǒng)和營銷MIS系統(tǒng)量測數(shù)據(jù)和電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)的提取技術(shù)。

系統(tǒng)自身電網(wǎng)模型和接口集成設(shè)計。系統(tǒng)自身電網(wǎng)模型和接口集成設(shè)計必須滿足IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)可擴展性。

實時網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析和不良數(shù)據(jù)的檢測與辨識技術(shù)。通過電力系統(tǒng)的狀態(tài)估計，把低精度、不完整，偶爾出項有不良的生數(shù)據(jù)，變成在線理論線損計算需要的可靠、完整、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，大大提高在線理論線損計算的準(zhǔn)確度。[4]

三、系統(tǒng)運用過程中的降損措施總結(jié)

首先，從技術(shù)層面，應(yīng)對電力網(wǎng)網(wǎng)損中的輸、變電線損應(yīng)分壓、分線進(jìn)行。只有明確了其中的薄弱環(huán)節(jié)所在，才會使工作具有針對性和確定主攻方向。同時，要對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，認(rèn)真總結(jié)其中獲得的經(jīng)驗與存在的問題，以不斷提高降低線損的效果。

其次，從制度層面，應(yīng)加強《電力法》等電力供應(yīng)與使用的法律法規(guī)進(jìn)行宣傳。從而提高廣大用戶用電過程的守法意識。最大限度地避免竊電現(xiàn)象發(fā)生，積極加納電費。同時，要嚴(yán)格抄、核、收制度，杜絕漏抄、估抄、或不抄現(xiàn)象的出現(xiàn)，落實好復(fù)核手續(xù)，通過制度的執(zhí)行與落實，保證電力企業(yè)的利益。此外，還應(yīng)建立健全考核制度，通過責(zé)任落實，加強電力企業(yè)營業(yè)管理，調(diào)動職工的積極性。

四、結(jié)論

配電網(wǎng)在線理論線損計算系統(tǒng)利用電網(wǎng)計量自動化系統(tǒng)的實測數(shù)據(jù)進(jìn)行電網(wǎng)理論線損計算在線分析，能自動適應(yīng)電網(wǎng)運行方式的變化，避免繁瑣的數(shù)據(jù)輸入，詳細(xì)記錄電網(wǎng)設(shè)備運行數(shù)據(jù)，計算出各設(shè)備各時段的電能損耗，提高了計算精度，對于電網(wǎng)規(guī)劃、節(jié)能降損、提高線損管理水平和電網(wǎng)運行管理水平有著重要的意義。在進(jìn)行全電網(wǎng)統(tǒng)一的負(fù)荷實測和線損理論計算與分析工作時，可以節(jié)省較多的人力物力，對實現(xiàn)貴陽供電局線損精益化管理有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：劉翠枝）