基于售電模式區(qū)域能源互聯(lián)網的研究

李建偉　汪俊靜　陳永信

摘 要：能源互聯(lián)網綜合管控服務系統(tǒng)整合當前電力公司營銷系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)、多渠道繳費管理系統(tǒng)、低壓配電檢測、客服等系統(tǒng)，打造一套針對新型售電公司的能源互聯(lián)網綜合管控服務平臺，實現(xiàn)既簡單又規(guī)范的營銷、配電、需求側管理、采集及售電與一體的系統(tǒng)平臺。能源互聯(lián)網綜合管控服務系統(tǒng)實現(xiàn)了電力營配用工作的移動化辦公，充分共享了用電數據。通過建立電力數據中心，實現(xiàn)營配用業(yè)務移動化，提高了工作效率和管理水平；通過為用電客戶提供全方位、多元化的服務，有利于提高售電公司的市場競爭力，樹立良好的企業(yè)形象；通過對營配用業(yè)務全過程進行全面、有效的質量控制和管理，能實時查詢營配用信息，對重點客戶電力消費加強監(jiān)控，及時、準確地掌握所屬區(qū)域的電力消費市場狀況和企業(yè)電力總體情況，為制定電力營配用策略提供科學的依據

基本功能包括數據全覆蓋采集系統(tǒng)、實時監(jiān)測控制系統(tǒng)、數據統(tǒng)計分析、人機交互與展示。

關鍵詞：售電模式；能源互聯(lián)網

1數據采集

數據采集系統(tǒng)支持電力調度網絡、電力數據通信網、無線GPRS網絡進行等多種數據采集通信方式，支持規(guī)約、文本、數據庫接口等多種數據采集方式。

數據采集系統(tǒng)通過各類數據接口采集園區(qū)配電網信息、分布式電源信息、EMS調控信息、數值氣象信息、電度量數據、電動汽車充電樁數據等。具體數據采集如下：

園區(qū)配電網信息采集：采集電網電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、發(fā)電量等模擬量信息。采集開關狀態(tài)、事故跳間信號、保護動作信號、異常信號、開關儲能信號等狀態(tài)量的信息。采集電壓、頻率、諧波、功率因數等電能質量參數。

分布式電源并網點：采集電源接入點電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、發(fā)電量等模擬量信息。采集開關狀態(tài)、事故跳間信號、保護動作信號、異常信號、開關儲能信號等狀態(tài)量的信息。采集電壓、頻率、諧波、功率因數等電能質量參數。

EMS調控信息：本系統(tǒng)可實現(xiàn)調度部口向各電站發(fā)送的下行調控AGC/AVC信息的采集與轉發(fā)。

數值氣象信息：系統(tǒng)采集的數值氣象信息數據。

電度量數據采集：日發(fā)電量、月發(fā)電量、年發(fā)電量、累計發(fā)電量、累積C02減排量。

電動汽車充電樁數據采集：充電電壓、充電電流、充電功率、充電記錄。充電樁運行工況及告警信息。

數據處理具備模擬量處理、狀態(tài)量處理、非實測數據處理、數據質量碼、平衡率計算、計算及統(tǒng)計等功能。

模擬量處理應能處理一次設備（饋線段、母線、開關等）的有功、無功、電流、電壓值等模擬量；對模擬量的處理應實現(xiàn)以下功能：提供數據有效性檢查和數據過濾；提供零漂處理功能，且模擬量的零漂參數可設置；提供限值檢查功能，并支持不同時段使用不同限值；提供數據變化率的限值檢查功能，當模擬量在指定時間段內的變化超過指定閥值時，給出告警；支持人工輸入數據；可以自動設置數據質量標簽；按用戶要求定義并統(tǒng)計某些量的實時最大值、最小值和平均值，以及發(fā)生的時間；可支持量測數據變化采樣；進行工程單位轉換。支持終端歷史數據、故障錄波、故障事件、日志文件、相磁場強度等解析。支持對終端運行參數的處理。支持對終端上送的電壓越限、負荷越限等告警量處理。

狀態(tài)量處理應能處理包括開關位置、隔離刀閘、接地刀閘位置、保護狀態(tài)以及遠方控制投退信號等其他各種信號量在內的狀態(tài)量。狀態(tài)量的處理應完成以下功能：狀態(tài)量用1位二進制數表示，1表示合閘（動作/投入），0表示分閘（復歸/退出）；支持雙位遙信處理，對非法狀態(tài)可做可疑標識；支持誤遙信處理，對抖動遙信的狀態(tài)做可疑標識；支持檢修狀態(tài)處理，對狀態(tài)為檢修的遙信變化不做報警；支持人工設定狀態(tài)量；所有人工設置的狀態(tài)量應能自動列表顯示，并能調出相應接線圖；支持保護信號的動作計時處理，當保護動作后一段時間內未復歸，則報超時告警；支持保護信號的動作計次處理，當一段時間內保護動作次數超過限值，則報超次告警。

非實測數據可由人工輸入也可由計算得到，以質量碼標注，并與實測數據具備相同的數據處理功能。

應對所有模擬量和狀態(tài)量配置數據質量碼，以反映數據的質量狀況。圖形界面應能根據數據質量碼以相應的顏色顯示數據。計算量的數據質量碼由相關計算元素的質量碼獲得。數據質量碼至少應包括以下類別：未初始化數據；不合理數據；計算數據；實測數據；采集中斷數據；人工數據；壞數據；可疑數據；采集閉鎖數據；控制閉鎖數據；替代數據；不刷新數據；越限數據。

統(tǒng)計計算功能支持統(tǒng)計計算，應能根據調度運行的需要，對各類數據進行統(tǒng)計、具備靈活定制計算公式，提供統(tǒng)計結果，主要的統(tǒng)計功能應包括：數值統(tǒng)計：包括最大值、最小值、平均值、總加值、三相不平衡率，統(tǒng)計時段包括年、月、日、時等；極值統(tǒng)計：包括極大值、極小值，統(tǒng)計時段包括年、月、日、時等；次數統(tǒng)計：包括開關變位次數、保護動作次數、遙控次數、饋線故障處理啟動次數等。

2實時監(jiān)測控制系統(tǒng)

系統(tǒng)通過數據接口獲取的園區(qū)內各個電站電氣信息、運行信息、電能質量、發(fā)電功率、發(fā)電量、實測氣象等數據，通過人機界面實現(xiàn)對全網發(fā)電信息的監(jiān)視，全網/單站光伏發(fā)電信息監(jiān)視，調度運行管理人員可以實時掌握區(qū)域全網、各電站、并網點的運行情況，包括當前有功功率、無功功率、發(fā)電量、并離網狀態(tài)、發(fā)電設備的運行狀態(tài)等。通過監(jiān)控平臺可以遠程控制高低壓斷路器的斷開和閉合，和調度相配合實現(xiàn)AGC/AVC調節(jié)，控制光伏逆變器的輸出，風機的輸出功率，以及對可控負荷實時增減。

系統(tǒng)監(jiān)視數據按照“源-網-荷-儲”不同形式進行分類，“源”主要分布式風電和分布式光伏，通過系統(tǒng)數據獲取的數據有設備地理位置、設備參數和運行數據。設備地理位置包括源地址，發(fā)電并網連接點位置；設備參數包括風機、光伏所有權登記、經營權等級、風機數量、逆變器數量、單臺風機容量、逆變器下光伏組件容量、風機啟停及其調節(jié)響應特性、逆變器調節(jié)響應特性等；運行數據包括并網點電能質量、并網點電壓、電流、功率、功率因數、風機當前發(fā)電量、風機當前最大發(fā)電量、風機當前經濟調度參數、風機工作狀態(tài)、報警信息、保護動作信息、發(fā)電量計量信息風機設備操作權限、設備環(huán)境信息。

3數據統(tǒng)計分析

系統(tǒng)具有常規(guī)運算和統(tǒng)計計算功能，根據用戶指定的方法進行統(tǒng)計計算，對各種數據進行年、月、日及用戶定義的任意時段的各種統(tǒng)計計算，能夠對歷史功率數據、歷史氣象數據、數值天氣預報數據、新能源發(fā)電設備運行數據等進行統(tǒng)計，所有統(tǒng)計數據可生成相應報表，實時查詢及分時段統(tǒng)計查詢，并提供統(tǒng)計數據功能。

數據統(tǒng)計分析主要應用在線損分析。

營配數據貫通應用“線-變-表”對應關系及用電信息采集信息，建立基于供售電量平衡的同期線損精益化管理及異常預警排查機制，通過構建一體化電量及線損系統(tǒng)“四分”計算模型，分區(qū)、分壓、分線、分臺區(qū)實時計算線損，實現(xiàn)線損由結果管理向過程管控的轉變，輔助校驗（站-線-變-戶）關系準確性，支撐查找反竊電、電能表故障，分析電壓、無功等線損關鍵因素的薄弱環(huán)節(jié)，促進電網管理。

線損的管理主要分為兩大塊，一是線損計算，二是降低線損的分析。線損計算是線損分析的基礎，線損計算的準確性和有效性直接決定了線損分析的最終有效率。

營配數據貫通最終實現(xiàn)“營配數據一張圖”，在區(qū)域能源管控系統(tǒng)中實現(xiàn)了電網設備拓撲關系和臺賬的統(tǒng)一管理，同時實現(xiàn)和營銷系統(tǒng)數據的關聯(lián)，實現(xiàn)了對電網資源的完整性、一致性、準確性和及時性的管理。為線損計算分析提供了真實可靠的數據。

基于營配貫通的線損實用化分析和應用，實現(xiàn)了線損的精益化管理要求：

3.1線損可視化展示

利用區(qū)域能源管控系統(tǒng)中三維GIS平臺的資源，結合用電信息采集數據，可視化的展示了線損的線性走勢。

3.2實現(xiàn)線損分析及時準確

通過區(qū)域能源管控系統(tǒng)，結合三維GIS系統(tǒng)及營銷系統(tǒng)數據的貫通和相互調用，實現(xiàn)了電網設備拓撲關系和臺賬信息的聯(lián)動，避免了設備異動對線損分析的影響。

3.3線損與營配貫通協(xié)同應用

通過線損波動檢測手段，對合格的考核臺區(qū)線損進行檢測，及時的發(fā)現(xiàn)設備故障、偷竊電、工程施工等異常用電情況，提高區(qū)域能源的管理能力。同時反向驗證營配數據的準確性。

4人機交互及展示

4.1三維GIS系統(tǒng)

系統(tǒng)集成地圖展示功能，通過把園區(qū)配電網絡、光伏電站、風力發(fā)電站、分布式屋頂發(fā)電、電動汽車充電站的地理坐標信息輸入到地圖服務器中，例如光伏用小太陽圖標顯示，可在地圖上面清楚展示該電站的地理位置。

4.2移動APP展示

移動作業(yè)終端針對不同使用對象提供不同功能支持。

終端用戶：提供終端用戶故障報修、檢修通知、緊急事件通知、用電知識宣傳等功能。

搶修人員：接收搶修、檢修任務單，上傳任務單工作情況進度，利用定位信息、多媒體設備上傳展示搶修現(xiàn)場狀態(tài)信息，方便指揮人員通過現(xiàn)場監(jiān)控與互動應用輔助現(xiàn)場搶修人員進行故障勘察和搶修方案制定，及時作出分析判斷，高效的完成搶修工作。