電能量采集與線損分析系統(tǒng)的方案分析

楊智勇

（四川雁江供電主任有限公司，四川 資陽 641300）

本文以某電網(wǎng)為例，該電網(wǎng)骨架為220kV，輸電主網(wǎng)為110kV，各區(qū)分布35kV網(wǎng)絡(luò)，這是該區(qū)域內(nèi)的電力網(wǎng)絡(luò)之一，將發(fā)電、供電、變電及用電集中化，年供電量可達(dá)100萬kW。現(xiàn)在，已經(jīng)有近百個主要變電站實現(xiàn)了連接光纖化。本文主要對該電網(wǎng)系統(tǒng)的電能量采集及線損分析系統(tǒng)進(jìn)行簡單的介紹。

1 系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)

電能量采集主要是通過GPRS無線通訊方式或?qū)＞€方式對終端電能數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采集到主機(jī)上進(jìn)行統(tǒng)一的計算處理。該系統(tǒng)最大的優(yōu)勢在于，對測量的完整性和準(zhǔn)確性可以做到非常精確。其工作的原理主要是系統(tǒng)首先與GPS對時，然后與采集裝置對時，最后采集裝置與電表對時，這樣就保證了電能量采集的一致性。裝備還具有存儲功能，不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失，數(shù)據(jù)的完整性也得到保證。電能量采集與線損分析系統(tǒng)開發(fā)的目的主要是為了實現(xiàn)以下目標(biāo)：(1)電網(wǎng)考核點及各計量點電能量數(shù)據(jù)自動、準(zhǔn)確、完整、及時、安全、靈活、可靠、一致地采集、傳輸和存儲電能數(shù)據(jù)，不管遇到任何情況，數(shù)據(jù)都不會丟失。(2)實現(xiàn)電力營業(yè)計費分時段、分費率、分日、分月的電能統(tǒng)計及結(jié)算自動化的過程。(3)全方位的對實際線損、理論線損及電能平衡進(jìn)行計算與分析。(4)綜合分析電能量數(shù)據(jù)，進(jìn)行查詢與報表，為電能量調(diào)度模式和負(fù)荷模式提供基礎(chǔ)信息。(5)實時監(jiān)測電網(wǎng)重要關(guān)口電能量、重要線損率和平衡率。

2 系統(tǒng)功能

2.1 電能量遠(yuǎn)程自動抄收功能

按照規(guī)定的時間和要求，數(shù)據(jù)采集裝置將采集到的數(shù)據(jù)通過光纜數(shù)據(jù)通道傳輸?shù)诫娔芰靠刂婆c管理中心，并最終對電能量進(jìn)行結(jié)算，所傳輸數(shù)據(jù)還可以作為用電管理的依據(jù)，同時也可以將數(shù)據(jù)返回到廠區(qū)作為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢與確認(rèn)。

2.2 電費自動結(jié)算功能

通過相應(yīng)軟件，控制與管理中心對傳輸過來的電能數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，對個廠區(qū)的電能量進(jìn)行匯總，再計算與傳遞，完成電費的網(wǎng)上確認(rèn)，最后與財務(wù)進(jìn)行結(jié)算，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連接，因此，電費基本實現(xiàn)每日結(jié)算。

2.3 實時監(jiān)測、管理電能量

把電能量的原始數(shù)據(jù)返回給各采油廠區(qū)，采油產(chǎn)區(qū)通過對電能數(shù)據(jù)的監(jiān)測與管理，就可以隨時對廠區(qū)的用電情況進(jìn)行掌握，對作業(yè)方式及生產(chǎn)運行方式及時進(jìn)行調(diào)整，還為廠區(qū)的電能量數(shù)據(jù)的確認(rèn)提供了數(shù)據(jù)支持。

2.4 實時監(jiān)測和計算電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗

收集來的電能量數(shù)據(jù)信息，也可以直接對變壓器及線路等設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)損耗進(jìn)行計算，這樣通過油區(qū)電網(wǎng)的連接就可以對全網(wǎng)的電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗進(jìn)行實時監(jiān)測和計算，為降低線損和網(wǎng)損提供資料，也為提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運行提供必要的技術(shù)手段。

3 系統(tǒng)設(shè)計思想與原則

3.1 設(shè)計思想

(1)應(yīng)用系統(tǒng)平臺化。對電能量采集以及多級線損統(tǒng)計分析系統(tǒng)的建立，還需要一個強(qiáng)大的電能量，線損數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用平臺的支持，在企業(yè)發(fā)展的大環(huán)境下，以及軟件開發(fā)和硬件設(shè)施的配套升級方面都應(yīng)該留有一定的發(fā)展空間。

(2)開放性設(shè)計。由于該系統(tǒng)和其他一個自動化系統(tǒng)以及管理系統(tǒng)連接成為一整套綜合的系統(tǒng)，在功能方面存在差異，因此對系統(tǒng)保持開放性就非常重要，應(yīng)用平臺更應(yīng)如此。該系統(tǒng)的端口應(yīng)該保持與國內(nèi)外標(biāo)相匹配。例如操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及數(shù)據(jù)庫采集標(biāo)準(zhǔn)等，部分?jǐn)?shù)據(jù)都應(yīng)該對用戶所公開，用戶根據(jù)自己的權(quán)限和崗位特征，可方便的與其他系統(tǒng)進(jìn)行連接。

3.2 設(shè)計原則

(1)實用性。在系統(tǒng)建成后，首先要實現(xiàn)的是對各廠區(qū)電能量的采集，通過自動化系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、存儲、計算、報表、打印機(jī)發(fā)布等命令；通過MIS對數(shù)據(jù)集報表可進(jìn)行查詢、確認(rèn)、審核、下載等動作。從而達(dá)到為電能量的管理、負(fù)載管理、線損考核、線損計算及線損管理提供可靠的數(shù)據(jù)根源；系統(tǒng)操作使用便捷，界面友好，具有很強(qiáng)的操作性和實用性。

(2)穩(wěn)定性和可靠性。軟件得到真正應(yīng)用的必要條件就是軟件的可靠性，該系統(tǒng)從設(shè)備性能、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)管理、技術(shù)措施及技術(shù)維修等能力方面著手，保證了系統(tǒng)在運行過程中的穩(wěn)定性和可靠性，使得系統(tǒng)安全地運行，降低了故障率。

4 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

在對多個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究后，結(jié)合勝利油田電網(wǎng)自身實際情況，做出以下結(jié)構(gòu)設(shè)計，如圖1。

該系統(tǒng)的構(gòu)成主要有：主站、變電站采集終端、通信信道、多功能電子式電能表等。由變電站采集終端完成各廠區(qū)電能數(shù)據(jù)的狀態(tài)監(jiān)視及采集，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行定時的存儲，通過與主站通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳。通信信道主要的功能是連接系統(tǒng)主站和子站的橋梁，系統(tǒng)支持光纖傳輸與GPRS無線傳輸。主站的位置在內(nèi)部計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)，完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集及管理、查詢及統(tǒng)計、監(jiān)測與瀏覽等功能。

5 電能量自動采集終端

即，數(shù)據(jù)集中器，主要功能是對電子式電能表的電能量數(shù)據(jù)、失壓斷相及瞬時量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集等動作。和主站系統(tǒng)通過專線或光線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。電能量自動采集終端(數(shù)據(jù)集中器)可采集電子式電能表的電能量數(shù)據(jù)、瞬時量數(shù)據(jù)、失壓斷相信息等。與主站系統(tǒng)通信采用專線(光纖)通信方式。配置四個RS-485串行驅(qū)動接口，各接口都可以選擇不同電能表的通訊規(guī)則，保證了不同表數(shù)據(jù)的傳輸與接收，并有向多個主站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Α２杉慕K端對自動采集各電壓等級的發(fā)電廠、變壓器及大用戶電能量數(shù)據(jù)都是適用的，其功能較為強(qiáng)大。采集終端的任何型號都能通過當(dāng)?shù)鼐S修、主站系統(tǒng)及遠(yuǎn)程軟件進(jìn)行設(shè)置。

6 多級線損統(tǒng)計分析子系統(tǒng)

國家對供電企業(yè)考核的一個重要指標(biāo)就是線損率，線損管理工作的基礎(chǔ)是對不同來源的線損信息進(jìn)行統(tǒng)計及有效地分析。該系統(tǒng)可以對各來源計量信息進(jìn)行考核和輸入，并進(jìn)行多級線損統(tǒng)計和理論線損統(tǒng)計的計算，然后進(jìn)行查詢與報表。

6.1 線損數(shù)據(jù)來源

電能量自動采集系統(tǒng)及負(fù)荷管理系統(tǒng)、用電營銷系統(tǒng)等為線損統(tǒng)計提供一系列的數(shù)據(jù)，如圖2所示。

6.2 多級線損統(tǒng)計計算

通過對供、售電能量的實時采集，然后經(jīng)借口傳遞到系統(tǒng)，或者電能量自動采集實時發(fā)送到系統(tǒng)中線損量，系統(tǒng)可以根據(jù)電能量自動采集的周期進(jìn)行自動計算。并對數(shù)據(jù)實時進(jìn)行刷新，如果在此過程中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會進(jìn)行報警，可及時發(fā)現(xiàn)故障，并對用電情況進(jìn)行實時監(jiān)察。

結(jié)語

本文主要針電能量采集與線損分析系統(tǒng)的設(shè)計方案進(jìn)行研究，介紹了該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)方式與結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點與功能、計算方法等。系統(tǒng)運行中，使得對電能量的采集于線損分析實現(xiàn)自動化的過程，對電能量的采集及一系列操作過程可以進(jìn)行實時的監(jiān)控與采集管理，解決了電能管理方面的諸多問題，也是電能量管理方面發(fā)展的大勢所趨。

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