智能配變終端下的低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢體系研究

摘?要：以智能配變終端下低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢體系為中心，通過對運(yùn)檢體系重要性與現(xiàn)狀分析，發(fā)現(xiàn)其中存在的不足。不能及時對低壓配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，給智能化運(yùn)檢管理體系的建設(shè)帶來阻礙。特別是低壓配電網(wǎng)中的JP柜、變壓器以及配變側(cè)等負(fù)荷監(jiān)測不到位，缺乏閉環(huán)監(jiān)控手段，給低壓配電網(wǎng)的運(yùn)行帶來安全隱患。優(yōu)化低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢結(jié)構(gòu)，正確認(rèn)識智能配變終端，目的在于提高低壓配電網(wǎng)運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：智能配變終端;低壓配電網(wǎng);智能運(yùn)檢;數(shù)據(jù)分析模塊

智能配變終端下的低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢體系，是保證電力正常輸送，電網(wǎng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。但是在整個電網(wǎng)運(yùn)行體系中，低壓配電網(wǎng)處于整個結(jié)構(gòu)的末端，這樣一來，若低壓配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)問題，就不能及時將有效數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸。為有效解決這方面的問題，積極將智能配變終端與智能運(yùn)檢相結(jié)合，將低壓配電網(wǎng)進(jìn)行智能化數(shù)據(jù)處理，科學(xué)解決低壓配電網(wǎng)運(yùn)檢效率低的問題，同時提高數(shù)據(jù)采集與分析的能力，進(jìn)一步完善低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢體系。

一、低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢體系的重要性

低壓配電網(wǎng)在電網(wǎng)系統(tǒng)中，通過物理聯(lián)接的方式實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)，并幫助電網(wǎng)運(yùn)行完成電力消費(fèi)。作為電力商品交付處理的最后環(huán)節(jié)，電網(wǎng)系統(tǒng)不斷升級，對低壓配電網(wǎng)也提出了更高要求。不管是從供電質(zhì)量還是從服務(wù)質(zhì)量方面，電網(wǎng)升級穩(wěn)定運(yùn)行都離不開低壓配電網(wǎng)的支持，尤其是生活水平的改善、用電需求量增加、停電或者低電壓等都會影響到正常的生活與工作。特別是電力體制改革發(fā)展背景下，為售電側(cè)開放創(chuàng)造了更多有利條件，用戶選擇與供電質(zhì)量之間緊密相連。電力應(yīng)用直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國計(jì)民生，全新電力改革發(fā)展對低壓配電網(wǎng)的管理提出了更高要求[1]。運(yùn)行、巡視、搶修、保電以及停電等管理檢查工作都需要在智能運(yùn)檢體系下完成，因此設(shè)置低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢體系可以更好的提供供電服務(wù)、是完善供電體系的重要內(nèi)容。

二、低壓配電網(wǎng)運(yùn)檢管理體系現(xiàn)狀分析

低壓配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)中不可或缺的組成，相對其他系統(tǒng)組成投資比較少，對低壓配電網(wǎng)的重視不足，管理隊(duì)伍專業(yè)性參差不齊，加上主動感知手段缺乏等造成低壓配電網(wǎng)運(yùn)檢管理體系始終處于計(jì)劃檢修狀態(tài)，也直接影響到低壓配電網(wǎng)中的設(shè)備應(yīng)用壽命。由于不能對低壓配電網(wǎng)運(yùn)行故障進(jìn)行智能化檢測，造成人工檢查壓力增大，故障排除效率低，不能科學(xué)的預(yù)測問題，幾乎都是事后響應(yīng)處理[2]。低壓配電網(wǎng)運(yùn)行中，因?yàn)闀尤氪罅糠植际侥茉匆约俺潆姌叮瑢﹄娔苜|(zhì)量會產(chǎn)生影響，這方面監(jiān)控也存在缺失。

由于數(shù)據(jù)分析不到位，低壓配電網(wǎng)現(xiàn)場就不能對當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)或異常狀態(tài)精準(zhǔn)定位。低壓配電網(wǎng)運(yùn)檢管理體系不完善，會對上層管理系統(tǒng)造成干擾，從而影響電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的有效融會貫通。運(yùn)檢管理方式直接關(guān)系到低壓配電網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量與供電質(zhì)量，結(jié)合當(dāng)前運(yùn)檢管理現(xiàn)狀，增加更多技術(shù)內(nèi)容，融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及多模通信等，更好地為用戶提供電力服務(wù)，提高低壓配電網(wǎng)運(yùn)檢智能化[3]。

三、低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢管理體系設(shè)計(jì)

綜合智能運(yùn)檢管理體系理念與低壓配電網(wǎng)原有運(yùn)檢體系情況，積極打造智能運(yùn)檢管理體系。

（一）數(shù)據(jù)分析模塊

低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是提高智能化管理水平的重要選擇。在完成對低壓配電網(wǎng)運(yùn)行與檢修工作的基礎(chǔ)上，還能夠通過信息化與智能化手段，幫助低壓配電網(wǎng)實(shí)時監(jiān)測，統(tǒng)計(jì)三相不平衡以及電壓、電流等相關(guān)異常數(shù)據(jù)。待數(shù)據(jù)分析匯總后，及時判斷低壓配電網(wǎng)停電范圍及影響，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)出客戶清單，提前做好低壓配電網(wǎng)運(yùn)行預(yù)警，并準(zhǔn)確對故障點(diǎn)進(jìn)行定位。

利用智能化技術(shù)，拓展低壓配電網(wǎng)業(yè)務(wù)，劃分低壓配電信息分類，具體包括低壓設(shè)備狀態(tài)信息、線路/設(shè)備運(yùn)行信息、低壓拓?fù)湫畔ⅰＦ渲械蛪涸O(shè)備狀態(tài)信息詳細(xì)劃分為有功功率、無功功率、電壓、電流以及溫度。線路/設(shè)備運(yùn)行信息詳細(xì)劃分為線損、重過載、無功補(bǔ)償以及三相不平衡。低壓配電網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備聯(lián)系關(guān)系主要通過低壓拓?fù)湫畔⒊尸F(xiàn)，設(shè)備之間的隸屬控制會產(chǎn)生大量運(yùn)行數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)支撐著運(yùn)檢以及營銷業(yè)務(wù)的開展。故障預(yù)警、告警，故障的定位與搶修，客戶信息以及相關(guān)服務(wù)等都是低壓故障信息，這些信息直接關(guān)系到供電服務(wù)質(zhì)量。利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)，及時對低壓配電網(wǎng)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，并做出準(zhǔn)確預(yù)判，及時調(diào)整狀態(tài)檢修模式，從被動檢修轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訖z修。

（二）數(shù)據(jù)采集模塊

數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)合低壓配電網(wǎng)運(yùn)行需要，集清洗、采集、分析等一系列環(huán)節(jié)于一體，具體包括以下三個方面，詳見下表。

低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢體系設(shè)計(jì)中，智能設(shè)備的安裝至關(guān)重要，尤其是智能電表、在線檢測裝置以及故障告警裝置。及時采集用電信息，分析并處理數(shù)據(jù)，提高對用電量信息的關(guān)注度，協(xié)調(diào)運(yùn)檢與用電管理的關(guān)系。在線監(jiān)測裝置的安裝，受到安裝時間影響，數(shù)據(jù)信息在收集過程中格式可能會出現(xiàn)差異，對于這方面問題，立即上報(bào)后臺，及時分析原因并進(jìn)行統(tǒng)一加工處理。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)信息模型，及時完成通信規(guī)約升級，主次系統(tǒng)交互。

針對低壓配電網(wǎng)運(yùn)行期間，受到各方面因素影響會出現(xiàn)各種變化，但是智能運(yùn)檢的完成，對低壓配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)具有嚴(yán)格實(shí)時性要求，因此通過邊緣計(jì)算的方式，進(jìn)一步滿足低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢需要。運(yùn)檢信息基礎(chǔ)龐大，若直接傳輸?shù)街髡咎幚?，很大程度上增加主站的壓力，同時影響主站的性能。以終端本地計(jì)算處理設(shè)備為載體，增加計(jì)算處理能力，積極將大量數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分流綜合處理，隨后將處理結(jié)果上傳到主站系統(tǒng)中，以此提高故障定位的精準(zhǔn)性、處理的及時性。

軟硬件解耦環(huán)節(jié)有效緩解因?yàn)榈蛪号潆娋W(wǎng)覆蓋范圍不斷擴(kuò)大所帶來的監(jiān)控等壓力，業(yè)務(wù)數(shù)量增加也不會為硬件設(shè)施帶來太大壓力，同時延長硬件更換周期，節(jié)省運(yùn)檢資金。特別是嵌入式操作系統(tǒng)的融入，搭配虛擬機(jī)以及智能運(yùn)檢的容器技術(shù)，改善傳統(tǒng)低壓配電網(wǎng)運(yùn)檢中硬件不理想的現(xiàn)象。利用App軟件解耦處理，加快智能運(yùn)檢系統(tǒng)建設(shè)步伐，突出運(yùn)檢智能化性能。

（三）系統(tǒng)構(gòu)架模塊

系統(tǒng)構(gòu)架模塊設(shè)計(jì)中，結(jié)合低壓配電網(wǎng)應(yīng)用范圍廣、信息數(shù)據(jù)多的特點(diǎn)，進(jìn)一步完善數(shù)據(jù)采集處理機(jī)制，提高運(yùn)檢系統(tǒng)的智能化水平。通過信息化構(gòu)架的建設(shè)，在本地?cái)?shù)據(jù)處理基礎(chǔ)上增加動態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時處理，同時創(chuàng)建大數(shù)據(jù)信息平臺，將運(yùn)檢的主站系統(tǒng)統(tǒng)一，及時完成數(shù)據(jù)信息的存儲以及分發(fā)整理。本地化數(shù)據(jù)預(yù)處理過程中，以動態(tài)監(jiān)測設(shè)備隨時關(guān)注數(shù)據(jù)變化，及時將數(shù)據(jù)信息傳輸至終端，并在主站設(shè)置高速分發(fā)通道，針對其中對實(shí)時性沒有特殊要求的，分撥到其他系統(tǒng)加以處理，有效配合主站、終端，詳細(xì)分析數(shù)據(jù)變化細(xì)節(jié)，挖掘統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中的價(jià)值，更好地為智能運(yùn)檢體系運(yùn)行服務(wù)。

四、智能配電終端運(yùn)檢體系構(gòu)建步驟

（一）智能配電終端

低壓配電網(wǎng)運(yùn)檢系統(tǒng)在智能配電終端作用下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的科學(xué)采集、通信以及智能控制的優(yōu)化，時刻掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，滿足信息監(jiān)測分析和電能質(zhì)量控制的要求。信息模型與主站終端的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，為運(yùn)檢系統(tǒng)增加拓展遙控功能，并實(shí)現(xiàn)分布式電源布置。進(jìn)一步落實(shí)精細(xì)化管理方案，運(yùn)行監(jiān)測低壓設(shè)備的同時，將本地控制信息上傳，便于整合低壓配電網(wǎng)的運(yùn)檢信息。尤其是新需求的增加，使低壓配電網(wǎng)傳統(tǒng)形式調(diào)整為監(jiān)測終端，涉及功能擴(kuò)展、接口等功能，并將這些功能整合到硬件中，打破了業(yè)務(wù)拓展的限制。在虛擬化容器技術(shù)的協(xié)助下，及時為用戶提供更專業(yè)、更貼合的服務(wù)，以此實(shí)現(xiàn)配變終端到智能化升級的轉(zhuǎn)變。

（二）配變終端

配變終端作為低壓配電網(wǎng)運(yùn)檢系統(tǒng)的重要組成，是智能配變終端、電能表交互順利完成的基本條件。完善拓?fù)潢P(guān)系，拓?fù)潢P(guān)系的具體內(nèi)容為變電站→饋線→配變→電表箱→用戶。根據(jù)低壓拓?fù)鋭討B(tài)管理、故障研判與預(yù)警，發(fā)揮配變終端的價(jià)值。其中寬帶載波通信與智能電表兩模塊之間能夠迅速完成信號的傳遞，有效規(guī)避線路復(fù)雜化、監(jiān)測終端多元化等難點(diǎn)，準(zhǔn)確識別低壓配電網(wǎng)用電量與用戶信息，精準(zhǔn)度達(dá)到99.99%。準(zhǔn)確預(yù)判低壓配電網(wǎng)故障，及時作出故障預(yù)警，快速定位并解決故障，縮短停電時間，減少對用戶的影響。

（三）經(jīng)典應(yīng)用場景

將智能配變終端作為基礎(chǔ)，運(yùn)用科學(xué)的方法與臺區(qū)所有低壓電器設(shè)備進(jìn)行有效的鏈接，保證低壓居民用電、低壓配電網(wǎng)絡(luò)、配電變壓器等數(shù)據(jù)的收集具有精準(zhǔn)性、實(shí)時性，這可為臺區(qū)狀態(tài)檢測、電氣檢測以及電能質(zhì)量管理等工作的開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通常情況下，經(jīng)典應(yīng)用場景主要包含三方面內(nèi)容：首先，結(jié)合實(shí)際需求在低壓線路節(jié)點(diǎn)位置架設(shè)監(jiān)測終端設(shè)備，這可確保低壓電氣線路真正實(shí)現(xiàn)故障自動監(jiān)測與上傳;其次，利用科學(xué)技術(shù)與方法針對配電變壓器開展數(shù)據(jù)整理、電氣量監(jiān)測等工作;最后，對智能電容器數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集與統(tǒng)計(jì)，這可確保監(jiān)測電容器有功與無功功率、路數(shù)、電容器溫度、投切狀態(tài)等工作時具有較強(qiáng)的科學(xué)性、精準(zhǔn)性、實(shí)時性。

五、結(jié)語

綜上所述，智能配變終端下的低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢體系的設(shè)計(jì)研究，是創(chuàng)新傳統(tǒng)運(yùn)檢體系的重要手段，及時改善運(yùn)檢體系中的不足，通過數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)構(gòu)架模塊等設(shè)計(jì)，配合智能配電終端、配變終端，提高數(shù)據(jù)信息分析效率，提高智能運(yùn)檢系統(tǒng)的性能與服務(wù)能力，為保證低壓配電網(wǎng)的正常運(yùn)行創(chuàng)造有利條件。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：蔡騰飛（1988—?），男，漢族，江蘇盱眙人，本科，工程師，技術(shù)員，研究方向：輸配電及用電工程。