電網(wǎng)智能臺區(qū)綜合控制系統(tǒng)建設(shè)研究

李文濤

摘要：隨著農(nóng)網(wǎng)改造工程的繼續(xù)進行和智能電網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)研究，智能臺區(qū)得到關(guān)注及應用。針對農(nóng)村“低電壓”、臺區(qū)線損高、臺區(qū)三相不平衡嚴重等問題，建立一個全面數(shù)字化的低壓智能臺區(qū)管理系統(tǒng)，為電網(wǎng)的可靠、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行提供了保障。

關(guān)鍵詞：智能臺區(qū)；綜合控制；變電站；GIS

中圖分類號：TM421 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）08-0033-02

為了實現(xiàn)與國家電網(wǎng)公司提出的智能電網(wǎng)建設(shè)標準相接近，對智能臺區(qū)的研究和應用具有非常重要的技術(shù)價值和現(xiàn)實意義。智能臺區(qū)系統(tǒng)通過先進的計算機技術(shù)及通訊技術(shù)，輔之以一定的硬件設(shè)備，幫助企業(yè)建立一個臺區(qū)綜合監(jiān)測平臺，積累大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)；并結(jié)合低壓GIS實現(xiàn)對臺區(qū)的低電壓綜合分析、線損分相計算與分析、綜合降損自動分析、單相負荷接入相別分析、三相不平衡分析等高級功能，幫助實現(xiàn)臺區(qū)精益化及智能化管理。系統(tǒng)還可以兼容臺區(qū)綜合控制器，使原本彼此之間沒有通訊獨立運行的設(shè)備之間不再孤立，而是一個各部分協(xié)同發(fā)揮最大作用的有機整體，避免臺區(qū)設(shè)備疊加作用。

1 總體思路

針對農(nóng)村“低電壓”、臺區(qū)線損高、臺區(qū)三相不平衡嚴重等問題，需要建立一個全面數(shù)字化的低壓智能臺區(qū)管理系統(tǒng)。而要實現(xiàn)智能臺區(qū)管理就需要對低壓臺區(qū)運行狀況進行綜合監(jiān)測，首先要實現(xiàn)的就是對臺區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)的全面、詳細、實時的采集，然后利用運行數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對臺區(qū)運行狀況進行有效的、全面的、深入的分析，之后再依據(jù)分析結(jié)果對低壓臺區(qū)存在的問題進行綜合治理，從而提高低壓臺區(qū)的綜合管理水平。

項目研究思路如下：1） 研究線損分相線理論計算，模擬計算降損方案降低線損的幅度；2） 結(jié)合大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，完成低壓臺區(qū)“低電壓”狀態(tài)多種并存條件的綜合智能分析，找到導致“低電壓”的根本原因，并給出合理的調(diào)壓建議；3） 從三相不平衡產(chǎn)生的原因及接線方式影響線損的程度來建立負荷管理模型，為業(yè)擴報裝、三相不平衡調(diào)整提供依據(jù)；4） 實現(xiàn)“臺區(qū)—低壓線路—低壓用戶”綜合管理。

2 系統(tǒng)最終目標

智能臺區(qū)綜合控制系統(tǒng)的建立是電網(wǎng)發(fā)展的必然，其目標是改善用戶電壓質(zhì)量，實現(xiàn)低壓臺區(qū)的高度監(jiān)測及控制，將“臺區(qū)”“低壓線路”“低壓用戶”這3個環(huán)節(jié)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)，實現(xiàn)對低壓臺區(qū)各項業(yè)務的綜合管理，提高用戶滿意度及服務社會主義新農(nóng)村建設(shè)的供電能力。

智能臺區(qū)綜合控制系統(tǒng)旨在解決目前低壓電網(wǎng)存在的如下問題：1） 隨著生活水平的改善，居民用電量增多，其所占總負荷的比例增加，同時對電能質(zhì)量的要求也越來越高，導致個別臺區(qū)在用電高峰區(qū)間的電壓值偏低，影響正常的用電需求。2） 供電公司在進行電網(wǎng)建設(shè)和改造的過程中，對居民用電情況、負荷分布情況及三相不平衡情況要盡量做到準確，即進行科學的規(guī)劃，保證電能質(zhì)量。3） 低電壓網(wǎng)絡(luò)由于其用戶分散，網(wǎng)絡(luò)損耗及臺區(qū)損耗都比較大，要求對線損的計算更加精細化。4） 將臺區(qū)獨立運行的設(shè)備統(tǒng)一管理、綜合分析，找到臺區(qū)的問題所在。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)備

智能臺區(qū)綜合控制系統(tǒng)可兼容管理的硬件設(shè)備有：臺區(qū)綜合控制器（具備數(shù)據(jù)上傳及通訊功能），電能表及電表集中器（具備數(shù)據(jù)上傳及通訊功能），有載調(diào)壓/調(diào)容變壓器（具備數(shù)據(jù)上傳及通訊功能），無功補償裝置（具備數(shù)據(jù)上傳及通訊功能），三相不平衡調(diào)整裝置（具備數(shù)據(jù)上傳及通訊功能），電壓監(jiān)測儀。

4 系統(tǒng)基本功能

1） 基礎(chǔ)服務及數(shù)據(jù)展示。此項功能主要是系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過不同的界面完成數(shù)據(jù)的展現(xiàn)、告警、監(jiān)測等過程，或者通過圖形、表格、曲線表示出來并進行統(tǒng)計分析。

2） 高級分析。在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的層面上，進一步對大量的實時數(shù)據(jù)完成相關(guān)的功能及過程分析，包括低電壓情況、網(wǎng)絡(luò)損耗等。

5 關(guān)鍵技術(shù)支撐

1） 實現(xiàn)了三相四線制分相線計算理論線損及線路上的電壓降計算。

2） 通過智能分析方法，準確提供三相不平衡情況下單相負荷調(diào)相方案，為低電壓改造及業(yè)擴等工程提供智能化管理的理論基礎(chǔ)。

3） 仿真模擬計算各種降損優(yōu)化方案（如更換導線、三相不平衡調(diào)整、調(diào)變壓器分接頭、無功投切等方案）對線損及變損的影響，為工程實施提供優(yōu)選方案。

6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

7 遼陽縣供電分公司項目應用情況

遼陽縣在落實國網(wǎng)公司《關(guān)于綜合治理農(nóng)村“低電壓”問題的工作意見》要求的大環(huán)境下，共改造了32個臺區(qū)，側(cè)重于“低電壓”治理。

7.1 硬件設(shè)備組成

硬件設(shè)備包括：開放了電壓監(jiān)測功能的電能表及集中器，無功補償自動投切裝置，三相不平衡調(diào)整自動投切裝置，電壓監(jiān)測儀。系統(tǒng)功能分配如圖2所示。

7.2 項目應用效果

項目取得如下成效：1） “低電壓”現(xiàn)象有了顯著改善，最低電壓由155 V提高到210 V，綜合供電電壓合格率≥98%，D類電壓合格率≥96%。2） 32個試點臺區(qū)內(nèi)所有用戶智能監(jiān)測電表更換率達到100%。3） 用戶電壓循環(huán)采集率達到了100%。4） “低電壓”情況的投訴事件減少。5） 建立了電壓監(jiān)測平臺，完成了32個臺區(qū)電壓綜合監(jiān)測的全面覆蓋。6） 建立了低壓臺區(qū)的GIS數(shù)據(jù)庫，為綜合管理與分析“低電壓”情況提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

8 結(jié)語

總體來說，智能臺區(qū)綜合控制系統(tǒng)完成了對“低電壓”數(shù)據(jù)庫的建設(shè)與分析，并輔助以低電壓報警記錄，實現(xiàn)對地點和時間的記錄，并能夠?qū)Φ碗妷鹤鲞M一步的分析，為整改意見及措施提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

參考文獻

[1] 裴瑋，齊智平.智能電網(wǎng)的概念、關(guān)鍵技術(shù)及其在我國的前景[J].中國電力發(fā)展與改革研究，2009（5）：11-14.

[2] 方顯業(yè)，趙萌.數(shù)字化配電網(wǎng)通信系統(tǒng)建設(shè)方案探討[J].電力系統(tǒng)通信，2009，30（9）：22-25.

[3] 汪熙珍.淺談數(shù)字化變電站電氣二次架構(gòu)設(shè)計[J].四川電力技術(shù)，2009，32（3）：68-70.

Abstract： Along with the continuation of upgrading of rural power grid project and development and research on intelligent grid， intelligent area has been paid attention to and applied. To the problems such as "low voltage" in rural areas， high area line loss and the area serious unbalanced three-phase， a intelligent area management system with total digitalization in low voltage was established. The system provided guarantee that the grid operated reliably， economically and stably.

Key words： intelligent area； integrated control； transformer substation； GIS