基于計量自動化系統(tǒng)的低壓集抄末端低電壓監(jiān)測功能研究與應(yīng)用

摘要：針對某市供電所存在的低壓集抄末端低電壓數(shù)據(jù)采集異常、監(jiān)測覆蓋不到位、傳輸效率低下等問題，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗，提出了一種基于計量自動化系統(tǒng)的新型低壓集抄末端低電壓監(jiān)測方案，并在實踐應(yīng)用中優(yōu)化了末端低電壓監(jiān)測流程和功能，在一定程度上促進(jìn)了智能電網(wǎng)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：計量自動化;末端低電壓;監(jiān)測功能

0 引言

近年來我國電網(wǎng)末端低電壓問題頻發(fā)，造成區(qū)域輸配電設(shè)備性能受到嚴(yán)重影響，部分區(qū)域甚至出現(xiàn)由于末端低電壓造成用電設(shè)備無法正常使用的情況，在很大程度上影響了系統(tǒng)輸配電安全和居民用電效益。因此，如何借助計量自動化系統(tǒng)形成系統(tǒng)化、科學(xué)化的末端低電壓監(jiān)測體系，有效處理低壓集抄中的各項問題已經(jīng)成為新時期智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容。

1 系統(tǒng)概況

本文主要以廣東省某市供電所為例，對其末端低電壓問題進(jìn)行研究。該市供電所根據(jù)2013年廣東電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃形成了以省級集中計量自動化系統(tǒng)為核心的一站式平臺，供電所計量自動化平臺架構(gòu)如圖1所示。

上述計量自動化平臺使用RS-485總線、載波總線等將RS485型電表、載波電表采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬃孔詣踊爸孟到y(tǒng)，再通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、計量專線在主站中實現(xiàn)低壓集抄數(shù)據(jù)處理、可視化管理及電力營銷，低壓集抄系統(tǒng)較為完善。

但在低電壓監(jiān)測方面，該市供電所計量自動化平臺中并未顯示低電壓監(jiān)測單元，實地考察后確認(rèn)，其低電壓監(jiān)測工作仍采用傳統(tǒng)模式，主要通過人工檢測方式進(jìn)行監(jiān)測，低電壓問題處理效率低下。

2 主要問題

從2018年該市供電所低電壓問題發(fā)現(xiàn)、分析、解決流程（圖2）中可以明確，該市主要經(jīng)用戶投訴、周期檢查發(fā)電低電壓問題后，才進(jìn)行原因分析及防控處理。這種被動型工作方式在數(shù)據(jù)采集、覆蓋效率、發(fā)現(xiàn)時效等方面均存在嚴(yán)重的不足，主要表現(xiàn)在：

（1）巡查、檢查具有一定周期，無法及時檢查末端低電壓狀況，監(jiān)測時效性較差，部分區(qū)域低電壓問題頻繁出現(xiàn)但并未接到投訴，嚴(yán)重影響了用戶用電權(quán)益;（2）現(xiàn)場測量過程中大多為人工測量，數(shù)據(jù)只能反映當(dāng)時運行狀態(tài)，因電網(wǎng)系統(tǒng)運行的不確定性和不規(guī)律性，定點測量結(jié)果可參考的效果并不理想，很難發(fā)現(xiàn)末端低電壓問題;（3）在處理嚴(yán)重的末端低電壓問題時，往往需要運維人員進(jìn)行現(xiàn)場大面積監(jiān)測、繪制數(shù)據(jù)表格并上報，工作量較大。尤其是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，業(yè)務(wù)開展難度較高。

為解決該市供電所的低壓集抄末端低電壓問題，在低電壓監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建時，應(yīng)結(jié)合工作量、覆蓋面、成本投入等因素實施相應(yīng)優(yōu)化和調(diào)整，以提升低電壓監(jiān)測效率。為此，按照低電壓監(jiān)測效率公式：低電壓監(jiān)測效率=（低電壓監(jiān)測戶數(shù)×監(jiān)測點數(shù)據(jù)量）/（測量時間×測量人數(shù)），在實際工作中應(yīng)當(dāng)盡量減少人工工作量，縮短測量時間，而這可以借助基于計量自動化系統(tǒng)的低壓集抄末端低電壓監(jiān)測功能實現(xiàn)。

3 低壓集抄末端低電壓監(jiān)測功能的設(shè)計

3.1 ? ?系統(tǒng)架構(gòu)

監(jiān)測末端低電壓時可利用低壓集抄系統(tǒng)，在計量自動化平臺中增加低電壓數(shù)據(jù)監(jiān)測功能：

（1）RS485電表、載波電表等采集供電線路末端電壓值，通過RS485總線、載波總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊衅?

（2）主站借助遠(yuǎn)程通信裝置獲取集中器中的用電數(shù)據(jù)，分析遠(yuǎn)端是否存在低電壓異常情況，若有則報警并生成決策方案。

3.2 ? ?監(jiān)測設(shè)計

（1）程序升級。按照監(jiān)測點選取情況對集中器程序進(jìn)行升級，保證集中器能夠按照任務(wù)配置采集線路電壓;該市供電所計量自動化終端已按照2013年集中計量自動化改造要求升級，具備電壓數(shù)據(jù)采集及處理功能，只需按照低電壓監(jiān)測內(nèi)容進(jìn)行任務(wù)配置并下發(fā)即可。

（2）確定任務(wù)清單。對該市供電所計量自動化情況進(jìn)行分析，按照地理位置、線路狀況、用電情況等條件合理篩選低壓用戶監(jiān)測點，劃分重點監(jiān)測區(qū)域，列出監(jiān)測點清單。設(shè)置時應(yīng)嚴(yán)格按照“各集中器監(jiān)測點全覆蓋、線路末端大比例監(jiān)測”的原則執(zhí)行。

（3）下發(fā)采集任務(wù)。按照廣東省低壓集抄工作要求，將臺區(qū)信息、任務(wù)參數(shù)、配置狀況等導(dǎo)入到系統(tǒng)中;選定對應(yīng)的采集器，結(jié)合任務(wù)配置需求進(jìn)行“采集管理”，生成“X市集抄電壓監(jiān)測方案”;同步保存方案后，在任務(wù)設(shè)置界面配置下發(fā)任務(wù)，對應(yīng)監(jiān)測點清單一一勾選，任務(wù)全部完成后下發(fā)。

（4）異常報警。下發(fā)任務(wù)后可在抄表界面中查看監(jiān)測點的運行狀況，將采集到的實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定當(dāng)前電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)、負(fù)荷數(shù)據(jù)等是否存在異常，在線路末端出現(xiàn)低電壓問題后及時報警。

3.3 ? ?功能完善

為進(jìn)一步提升該市供電所低壓集抄末端低電壓監(jiān)測效果，在計量自動化平臺中，按照多時段監(jiān)測結(jié)果設(shè)置了不同功能板塊。其中，可按照對應(yīng)層級逐次查閱電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定各層級電壓合格率、超上/下限率等，全面把握層級低電壓狀況。

以臺區(qū)層級為例，在設(shè)置電壓監(jiān)測功能時，首先應(yīng)關(guān)聯(lián)上級供電所，按照日期狀況分別統(tǒng)計對應(yīng)監(jiān)測點的電壓數(shù)據(jù)并存儲到對應(yīng)單元。按照公式對采集到的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得出三相電壓合格率、電壓超上/下限率等，在用電監(jiān)測界面直觀展示，如圖3所示。

借助平臺圖像處理功能，可將上述數(shù)據(jù)按照日、月等形成平面走勢圖，直觀展示不同時間監(jiān)測點電壓變化趨勢，為線路低電壓防控工作的開展提供了相應(yīng)的依據(jù)。

4 低壓集抄末端低電壓監(jiān)測功能的應(yīng)用

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：2019年該市供電所在應(yīng)用低壓集抄末端低電壓檢測功能后，變被動監(jiān)測為主動監(jiān)測，從根本上提升了區(qū)域低電壓監(jiān)測效果。尤其是在解決偏遠(yuǎn)區(qū)域的低電壓問題方面，低電壓報警準(zhǔn)確率達(dá)100%，有效解決了21起重大的低電壓斷電問題。

如2019年3月，該市某臺區(qū)用電監(jiān)測報警，顯示電壓超下限異常。調(diào)取實時電壓數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，該日19：30起，臺區(qū)電壓值開始波動下降，20：20，電壓下降到200 V以下，超過預(yù)警值。供電所立刻上報相關(guān)部門立項處理，避免了該臺區(qū)由低電壓造成的故障引發(fā)停電風(fēng)險，在一定程度上改善了區(qū)域輸配電效益。

從整體而言，采用基于計量自動化系統(tǒng)的低壓集抄末端低電壓監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)低電壓問題的早預(yù)防、早發(fā)現(xiàn)、早處理，減少不必要的人員定期監(jiān)測工作量，降低了現(xiàn)場監(jiān)測難度，滿足新時期智能電網(wǎng)安全運行和高效運行的需求。但該技術(shù)運用過程中對平臺功能要求較高，需做好以下工作：

（1）功能單元的設(shè)計。開展低電壓監(jiān)測工作時，應(yīng)先設(shè)置測量點參數(shù)，按照要求在對應(yīng)的集中器下發(fā)低電壓監(jiān)測任務(wù)，對各個測量點所需信息進(jìn)行“召測”。下發(fā)成功后，遠(yuǎn)程集抄裝置按照電能表檔案中的各項測量指令自動抄表，獲取對應(yīng)數(shù)據(jù)并傳輸?shù)较到y(tǒng)中。一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況，計量自動化平臺顯示電壓數(shù)據(jù)異常并告警，對異常問題進(jìn)行處理，從而快速解決線路末端低電壓問題，保證用戶正常用電。

（2）業(yè)務(wù)體系的完善。加強(qiáng)計量自動化平臺數(shù)據(jù)的共享程度，確保電力管理部門能夠?qū)崟r獲取和分析實時電壓異常數(shù)據(jù)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的實時交互;要做好可視化功能單元的拓展，在人性化基礎(chǔ)上增加三維顯示功能、動態(tài)虛擬展示圖形等，讓管理人員能夠更加直觀地掌握低電壓狀況，快速形成處理決策及方案;做好相關(guān)人員的知識和技能培訓(xùn)工作，確保管理和維護(hù)人員能夠順利使用基于計量自動化平臺的低壓集抄低電壓監(jiān)測系統(tǒng)，熟練運用各個功能界面，獲取所需數(shù)據(jù)信息，高質(zhì)量、高效益地完成低電壓監(jiān)測任務(wù)等。

5 結(jié)語

傳統(tǒng)的計量自動化平臺低壓集抄管理過程中對低電壓問題重視程度不夠，缺乏實時在線監(jiān)測功能，很容易導(dǎo)致用戶用電不良、電器頻繁閃跳等問題，嚴(yán)重影響了用戶用電質(zhì)量。為此，必須完善低壓集抄末端低電壓監(jiān)測功能，做好在線監(jiān)測設(shè)計，配置監(jiān)測點電壓數(shù)據(jù)采集方案，將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化顯示并對異常問題進(jìn)行報警，最大限度地體現(xiàn)基于計量自動化系統(tǒng)的低壓集抄末端低電壓監(jiān)測功能的成效，能夠更好地將低電壓問題排查、整治納入常態(tài)化工作，建設(shè)堅強(qiáng)的配網(wǎng)網(wǎng)架，為供配網(wǎng)低電壓改造建設(shè)及整體規(guī)劃提供了有效依據(jù)，為企業(yè)和用戶提供了安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的電力。

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收稿日期：2020-05-05

作者簡介：陳蓉燕（1989—），女，廣東人，工程師，研究方向：計量自動化。