淺談?dòng)秒娦畔⒉杉到y(tǒng)在配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控中的應(yīng)用

周鑫 胡群輝

[摘 ? ?要 ]本文中用采數(shù)據(jù)接入配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)貫通營(yíng)銷(xiāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)、用電信息采集系統(tǒng)和配網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，提升配網(wǎng)可觀可測(cè)能力，解決盲調(diào)問(wèn)題，提升配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管控水平。主要應(yīng)用功能包括配變運(yùn)行負(fù)荷查詢(xún)、配變停復(fù)電事件查詢(xún)、配變運(yùn)行狀態(tài)著色、配變數(shù)據(jù)召測(cè)、配變數(shù)據(jù)透抄、故障停電研判和配變負(fù)荷趨勢(shì)分析。

[關(guān)鍵詞]配變運(yùn)行數(shù)據(jù);配變停復(fù)電事件;故障研判;負(fù)荷運(yùn)行趨勢(shì)分析

[中圖分類(lèi)號(hào)]TM764 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）07–00–03

[Abstract]In this paper， the use of mining data access to the distribution network operation monitoring system， through the basic marketing data platform， electricity information acquisition system and distribution network dispatching technical support system， improve the observable and measurable ability of distribution network， solve the problem of blind adjustment， and improve the level of distribution network operation control. The main application functions include distribution transformer operation load query， distribution transformer outage and restoration event query， distribution transformer operation status coloring， distribution transformer data call test， distribution transformer data transparent reading， fault outage research and judgment and distribution transformer load trend analysis.

[Keywords]distribution transformer operation data; distribution transformer outage and restoration event; fault research and judgment; load operation trend analysis

目前我國(guó)的配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)（即配網(wǎng)調(diào)度支持系統(tǒng)）中，配變（包括專(zhuān)變和公變）數(shù)據(jù)，只有很少地區(qū)的配變安裝TTU監(jiān)控終端，可以獲取到配變的實(shí)時(shí)遙測(cè)以及停復(fù)電，斷相等狀態(tài)量信號(hào)。在廣大的其他地區(qū)，配變數(shù)據(jù)還處于非可觀測(cè)狀態(tài)，總體來(lái)說(shuō)，配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控主站系統(tǒng)對(duì)配變有效感知率很低。大部分基于配網(wǎng)運(yùn)方安排，只能憑借經(jīng)驗(yàn)。

由于區(qū)域內(nèi)配變的數(shù)量非常龐大，大范圍安裝TTU成本較高，對(duì)配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)通信，容量的壓力也很大。基于營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)和用電信息采集系統(tǒng)中有穩(wěn)定可用的配變準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，臺(tái)區(qū)停電事件，配變歷史數(shù)據(jù)，營(yíng)銷(xiāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)中還包含戶(hù)變關(guān)系和分布式電源等營(yíng)銷(xiāo)臺(tái)賬數(shù)據(jù)，于是2019年，國(guó)調(diào)中心和國(guó)網(wǎng)營(yíng)銷(xiāo)部，聯(lián)合發(fā)出通知，推廣用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入配網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，并試點(diǎn)推行配電網(wǎng)調(diào)度高級(jí)應(yīng)用功能建設(shè)。將配變準(zhǔn)實(shí)時(shí)信息，配變停復(fù)電事件，營(yíng)銷(xiāo)臺(tái)賬數(shù)據(jù)接入到配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，結(jié)合完整的配網(wǎng)調(diào)度圖形模型，配網(wǎng)開(kāi)關(guān)的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，可以完善故障研判功能，提高配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)可觀測(cè)性，有效解決盲調(diào)問(wèn)題，進(jìn)一步推進(jìn)配電自動(dòng)化實(shí)用化。

1 營(yíng)配調(diào)三個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通

營(yíng)配調(diào)三個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)互通（如圖1所示），首先針對(duì)營(yíng)銷(xiāo)臺(tái)賬數(shù)據(jù)，通過(guò)ETL、程序接口等技術(shù)手段抽取營(yíng)銷(xiāo)中間庫(kù)的配變/用戶(hù)臺(tái)賬數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)的配變與配網(wǎng)調(diào)度支持系統(tǒng)里配變的匹配率，提供配變數(shù)據(jù)匹配質(zhì)量管控工具，以便準(zhǔn)確掌握配網(wǎng)調(diào)度支持系統(tǒng)與營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)配變匹配情況，精確定位未匹配數(shù)據(jù)。

通過(guò)WebService技術(shù)從用采系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)獲取準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以E文件，解析準(zhǔn)實(shí)時(shí)負(fù)荷E文件數(shù)據(jù)，將對(duì)應(yīng)的三相電壓、三相電流、有功、無(wú)功8個(gè)遙測(cè)值寫(xiě)入調(diào)度支持系統(tǒng)配變表對(duì)應(yīng)的域（實(shí)時(shí)庫(kù)）。可對(duì)A相電流、有功功率進(jìn)行15 min采樣。對(duì)于影響系統(tǒng)提供的歷史數(shù)據(jù)，解析營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)提供的歷史負(fù)荷E文件數(shù)據(jù)，將對(duì)應(yīng)的三相電壓、三相電流、有功、無(wú)功8個(gè)遙測(cè)值寫(xiě)入調(diào)度支持系統(tǒng)配變表對(duì)應(yīng)的域（歷史庫(kù)）。

通過(guò)Kafka消息技術(shù)獲取停復(fù)電消息。用采數(shù)據(jù)分析模塊將接口獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)換和入庫(kù)。基于配變的故障研判根據(jù)分析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行研判和結(jié)果展示。

2 配變運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)視

2.1 配變運(yùn)行負(fù)荷查詢(xún)

配變準(zhǔn)實(shí)時(shí)負(fù)荷是指每15 min從用電信息采集系統(tǒng)中得到的配變有功功率、無(wú)功功率、三相電流和三相電壓，共8個(gè)量。從用采系統(tǒng)獲取的電壓、電流均為380 V側(cè)的數(shù)值，其中電流為380 V側(cè)的CT二次電流值，需要經(jīng)過(guò)CT變比換算處理。查看用采接入數(shù)據(jù)時(shí)顯示了380 V和10 kV（經(jīng)變比轉(zhuǎn)換）兩側(cè)的電流數(shù)據(jù)，查看用采曲線功能中顯示的配變電流曲線為配變380 V側(cè)一次電流值。

配網(wǎng)調(diào)度支持系統(tǒng)的配變監(jiān)視功能，包括具備配變實(shí)時(shí)量測(cè)數(shù)據(jù)的處理能力，應(yīng)能以可視化的界面中展示配變的準(zhǔn)實(shí)時(shí)量測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)能根據(jù)配變的準(zhǔn)實(shí)時(shí)量測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算配變的負(fù)載率，三相不平衡度，進(jìn)行異常展示和告警。

2.2 配變歷史負(fù)荷查詢(xún)

配變歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)指配變有功功率、無(wú)功功率、三相電流和三相電壓8個(gè)量的歷史數(shù)據(jù)。由于配變準(zhǔn)實(shí)時(shí)負(fù)荷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題，配變歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)不等于準(zhǔn)實(shí)時(shí)負(fù)荷數(shù)據(jù)的歷史值，獲取的是營(yíng)銷(xiāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)校正后的校正歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)。

由于用采系統(tǒng)校正歷史負(fù)荷需要時(shí)間，為確保數(shù)據(jù)完整性，配變歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一般是T-4的結(jié)果，即從當(dāng)天算起，4天前的配變負(fù)荷數(shù)據(jù)為歷史校正值，而近3天的配變負(fù)荷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的是準(zhǔn)實(shí)時(shí)負(fù)荷數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)支持人機(jī)界面查看歷史曲線等可視化手段展示。

2.3 配變停復(fù)電事件查詢(xún)

配變停復(fù)電事件指從用采系統(tǒng)中實(shí)時(shí)獲取的每個(gè)配變的停電和復(fù)電信號(hào)，配變停復(fù)電事件是用采系統(tǒng)推送的關(guān)于配變是否停電/來(lái)電的準(zhǔn)確信息。配變停電事件是開(kāi)展故障停電研判的主要依據(jù)，但配網(wǎng)線路發(fā)生故障停電時(shí)，并不是停電區(qū)域所有配變都能準(zhǔn)確發(fā)送配變停電事件信號(hào)，故配網(wǎng)故障停電區(qū)域需要根據(jù)配變停電事件進(jìn)行綜合研判。

配變停復(fù)電事件應(yīng)能在人機(jī)界面上進(jìn)行查詢(xún)，過(guò)濾等。

3 基于用采停復(fù)電事件的故障研判

用采數(shù)據(jù)的故障研判障功能是基于終端停復(fù)電事件，研判出停電區(qū)域，分析出疑似的故障跳閘開(kāi)關(guān)，基于“站-線-變-戶(hù)”關(guān)系，定位停電區(qū)域受影響的用戶(hù)信息。

3.1 歸集停電事件

故障研判首先是歸集停電時(shí)間是指故障研判功能中收集配變停電事件的時(shí)間窗。配網(wǎng)某一區(qū)域停電后，其中配變發(fā)送停電事件的時(shí)間可能不一致，所以需要設(shè)置時(shí)間窗，確保該區(qū)域停電事件收集完備。收集該線路下一段時(shí)間內(nèi)配變停電事件，該時(shí)間窗長(zhǎng)短可配置。

其次要判別分閘信息，分閘信號(hào)判別是指判別配網(wǎng)站內(nèi)開(kāi)關(guān)以及線路上有終端的開(kāi)關(guān)是否發(fā)生實(shí)際分閘，通過(guò)分閘信號(hào)收集，標(biāo)記該線路上發(fā)生的配變停電事件為實(shí)際分閘事件，對(duì)實(shí)際分閘的情況不進(jìn)行故障研判。

3.2 故障區(qū)域分析

故障區(qū)域分析是指通過(guò)對(duì)發(fā)送停電事件的配變公共范圍進(jìn)行分析，獲取這些配變供電路徑上的公共上游開(kāi)關(guān)，可能的故障區(qū)域即為該公共上游開(kāi)關(guān)的供電路徑下游區(qū)域。

完成配變停電事件歸集后，對(duì)歸集完成的配變停電事件進(jìn)行故障區(qū)域分析，得到可能故障區(qū)域后，由于配變停復(fù)電事件上有一定的誤送率和不送率。使用一定的算法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，大部分主站采用比例法。即可記該區(qū)域所有配變的數(shù)量N，同時(shí)記該區(qū)域內(nèi)發(fā)送停電事件的配變數(shù)量為n。設(shè)η=n/N，稱(chēng)為研判比率值;設(shè)ε為一常數(shù)，稱(chēng)為研判閾值。若η≥ε，則認(rèn)為該公共開(kāi)關(guān)確實(shí)發(fā)生了分閘事件，其下游確已失電;若η<ε，則認(rèn)為該公共開(kāi)關(guān)未分閘，其下游不能確認(rèn)失電。研判閾值ε是一個(gè)可以配置的參數(shù)。

3.3 匹配檢修信息

故障研判還要考慮檢修信息，檢修判別是指判別發(fā)生配變停電事件的時(shí)間段和區(qū)域內(nèi)是否存在電網(wǎng)檢修，檢修范圍可通過(guò)調(diào)度運(yùn)行人員掛牌范圍獲取。若經(jīng)判定發(fā)生配變停電事件的區(qū)域存在電網(wǎng)檢修的情況，在故障研判綜合報(bào)警和記錄中，會(huì)給該故障添加檢修標(biāo)記。

3.4 發(fā)送綜合報(bào)警

故障區(qū)域分析滿(mǎn)足設(shè)定的研判閾值ε條件后，故障研判流程結(jié)束，應(yīng)通過(guò)發(fā)送綜合警告知調(diào)度運(yùn)行和配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)人員。綜合告警可以在配電自動(dòng)化實(shí)時(shí)告警窗中查看，并推送相關(guān)線路故障詳細(xì)區(qū)域。

3.5 停電時(shí)戶(hù)數(shù)計(jì)算

完成故障研判分析后，通過(guò)配變復(fù)電事件可以進(jìn)行該故障停電時(shí)戶(hù)數(shù)計(jì)算。停電時(shí)戶(hù)數(shù)計(jì)算公式為：停電時(shí)戶(hù)數(shù)=Σ停電配變下的戶(hù)數(shù)×該配變的停電時(shí)長(zhǎng)。

4 基于用采配變數(shù)據(jù)的負(fù)荷運(yùn)行趨勢(shì)分析

每日根據(jù)歷史電流采樣值對(duì)所有配變數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)（預(yù)測(cè)配變電流數(shù)據(jù)），提前預(yù)判當(dāng)日配變可能出現(xiàn)的重超載情況，并給出告警提示。通過(guò)配變運(yùn)行趨勢(shì)分析頁(yè)面可以查看今日可能發(fā)生重超載的所有配變情況。相關(guān)計(jì)算公式為：

（1）配變負(fù)載率=配變低壓側(cè)最大相電流/額定電流×100 %。

（2）重載：配變負(fù)載率≥80 %且<100 %。

（3）超載：配變負(fù)載率≥100 %。

5 用采數(shù)據(jù)在調(diào)控系統(tǒng)中的擴(kuò)展應(yīng)用

5.1 負(fù)荷預(yù)測(cè)

負(fù)荷預(yù)測(cè)應(yīng)支持多日期類(lèi)型的（工作日、周末和假日）饋線和臺(tái)區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)，并支持負(fù)荷預(yù)測(cè)曲線展示，應(yīng)支持根據(jù)臺(tái)區(qū)配變歷史數(shù)據(jù)，天氣情況，節(jié)假日等，采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，進(jìn)行臺(tái)區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)。

5.2 臺(tái)區(qū)可開(kāi)放容量計(jì)算

根據(jù)配變額定容量和歷史運(yùn)行最大負(fù)荷，來(lái)計(jì)算配變可開(kāi)放容量。支持待接入負(fù)荷的明細(xì)列表展示，按負(fù)荷等級(jí)，預(yù)分配容量等信息查看，支持三相可開(kāi)放容量評(píng)估計(jì)算。

5.3 負(fù)荷轉(zhuǎn)供

配調(diào)系統(tǒng)中，10 kV線路中由于DTU，F(xiàn)TU采集裝置覆蓋率有限，無(wú)法觀測(cè)到全模型數(shù)據(jù)，對(duì)需要配網(wǎng)側(cè)轉(zhuǎn)負(fù)荷沒(méi)有歷史數(shù)據(jù)支撐，很多時(shí)候靠經(jīng)驗(yàn)。用采數(shù)據(jù)帶來(lái)了配變數(shù)據(jù)后，可通過(guò)配變數(shù)據(jù)，潮流計(jì)算，獲取一個(gè)較全的數(shù)據(jù)斷面，為配網(wǎng)側(cè)轉(zhuǎn)負(fù)荷提供數(shù)據(jù)支撐。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)貫通用電信息采集系統(tǒng)與配電自動(dòng)化系統(tǒng)，將用電信息采集系統(tǒng)的臺(tái)區(qū)停電事件、配變準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、戶(hù)變關(guān)系和分布式電源等營(yíng)銷(xiāo)臺(tái)賬數(shù)據(jù)接入配電自動(dòng)化系統(tǒng)。結(jié)合完整的配網(wǎng)調(diào)度圖形模型，完善故障研判功能，提高配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)可觀測(cè)性，有效解決盲調(diào)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1] 郝偉琦，鄭彬波，龐建民，等.一種應(yīng)用于用電信息采集系統(tǒng)集中器的多級(jí)菜單實(shí)現(xiàn)方案[J].電氣時(shí)代，2020（8）：71-74.

[2] 鄧永添.電能信息采集技術(shù)必要性建設(shè)[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2020，10（7）：72-73.

[3] 陳嘉毅.探析用電信息采集終端的信息安全[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2020，28（18）：25.

[4] 劉文博.供電企業(yè)用電信息采集系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D].北京：華北電力大學(xué)（北京），2016.

[5] 郭明.淺析用電信息采集系統(tǒng)在配網(wǎng)運(yùn)維管理中的應(yīng)用[J].輕松學(xué)電腦，2019（22）：1.