基于 PI的變電站電能表異常告警

毛鴻飛，張 華，陳 敏，錢世翔

（德清縣供電局， 浙江 德清 313200）

基于 PI的變電站電能表異常告警

毛鴻飛，張 華，陳 敏，錢世翔

（德清縣供電局， 浙江 德清 313200）

變電站線路關(guān)口電能表的正常與否關(guān)系到供電企業(yè)內(nèi)部考核及用戶電費結(jié)算，因此對電能表狀態(tài)進行實時監(jiān)控十分必要。 通過 PI數(shù)據(jù)庫中調(diào)取電能量系統(tǒng)及 SCADA 系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)來實現(xiàn)對變電站電能表狀態(tài)的實時監(jiān)控，可達到及時處理異常電能表的目的，從而減少因計量裝置故障而引起應收電費的損失，同時也進一步提高了管理效率。

變電站； PI；SCADA；電能量

變電站線路關(guān)口電能表是供電企業(yè)內(nèi)部考核和用戶計費結(jié)算的重要依據(jù)。計量裝置故障將造成電能計量的失準，影響考核結(jié)算的準確性。傳統(tǒng)方式下，供電企業(yè)每月抄見關(guān)口電量，往往隔月才發(fā)現(xiàn)計量問題，不能及時排除故障，給供電企業(yè)帶來經(jīng)濟損失，也使企業(yè)追回應收電費時陷入被動局面。

為進一步提高管理效率，需對電量平衡情況每天進行動態(tài)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)異常，快速處理故障，使變電站的所有電能表都處在正常狀態(tài)。

1 現(xiàn)狀分析

德清縣供電局所轄變電站 18 座，其中 14 座110 kV 變電站， 4 座 35 kV 變電站， 每月底調(diào)取電能量系統(tǒng)中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)上報月電量，通過電量平衡發(fā)現(xiàn)是否有異常，如果發(fā)現(xiàn)不平衡率過大，再進一步查找故障原因，過程比較長且繁瑣，并且不能及時發(fā)現(xiàn)異常表計，人為延長了表計故障時間。

下面例舉2個因沒有及時發(fā)現(xiàn)變電站電能表異常而造成損失的案例：

（1）某月， 在 110 kV 武康變月度抄表時， 發(fā)現(xiàn) 35 kV 側(cè)有功電量不平衡， 不平衡率達 32%，不平衡電量 220 萬 kWh， 核對后發(fā)現(xiàn)永安 3136線運行狀態(tài)下電能表無顯示。

（2）某月， 35 kV 專線大用戶德清升華拜克一相熔管遭雷擊后計量缺相，隔月發(fā)現(xiàn)，損失電量20 萬 kWh， 追補電費陷于被動。

由此可以看出，傳統(tǒng)方式下供電企業(yè)通過計量周期性校驗以及每月抄見關(guān)口電量的時機來發(fā)現(xiàn)變電站電能計量異常已經(jīng)不能滿足工作要求。為進一步提高管理效率，需要每天對電量平衡情況進行動態(tài)監(jiān)測，達到實時監(jiān)控、及時發(fā)現(xiàn)與處理目的。

2 PI應用情況

2.1 PI 數(shù)據(jù)庫應用

PI（Plant Information） 是 由 美 國 OSISoftware公 司開 發(fā) 的 1 套基 于 C/S 的 商品 化 軟 件 應用 平臺，能以數(shù)據(jù)原形的方式在線存儲動態(tài)數(shù)據(jù)。目前德清縣供電局 PI數(shù)據(jù)庫存儲了電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、電能量采集系統(tǒng)等大量數(shù)據(jù)，用戶可根據(jù)需要通過 PI客戶端工具對庫中所需數(shù)據(jù)進行取用， 利用 PI數(shù)據(jù)庫獲取所需的實時及歷史數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)對變電站電能表異常狀態(tài)的監(jiān)視功能。

基于 PI數(shù)據(jù)庫的二次開發(fā)，從 PI數(shù)據(jù)庫中調(diào)取所需數(shù)據(jù)：來自電能量采集系統(tǒng)中的有功日統(tǒng)計和來自數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）中的平均有功功率（每 5min 采集 1 次）。 SCADA 中采集的有功功率通過公式計算可以得到日有功總量，通過對電量平衡的監(jiān)測以及這兩個電能量之間的比對計算，如果誤差率異常則立即告警。

2.2 數(shù)據(jù)采集

以 110 kV 舞陽 變 為 例 ： 從 PI數(shù) 據(jù) 庫 中 調(diào) 取110 kV 舞陽變 電 站 所 有 電 能 表 有 功 功率數(shù) 據(jù) ， PI數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來自 SCADA 中每 5min 保存的數(shù)據(jù)， 通過每 5min 計算出 1 個有功值， 累加 24 h計算得出表計的日有功。

從 PI數(shù)據(jù)庫中調(diào)取的電能量采集系統(tǒng)日有功統(tǒng)計和 SCADA 的有功功率累加的日有功的比對，計算誤差率。

誤差率=（電能量采集系統(tǒng)日有功-SCADA 計算得出日有功）/SCADA 計算得出日有功

對誤差率作界定后，給電能表狀態(tài)作了以下的劃分：

（1）正常： 誤差率＜10%且電量平衡。

（2）注意： 10%≤誤差率＜20%。

（3）告警： 誤差率≥20%。

（4）表計故障停走： 電能量采集系統(tǒng)中采集的日有功為 0， 而 SCADA 中的日有功＞0。

（5）緊急處理： 電能量采集系統(tǒng)中采集的日有功＞0， 而 SCADA 中的日有功為 0。

2.3 監(jiān)控界面

每次打開程序，自動計算最近的日電量，實現(xiàn)實時更新。總覽頁面將所轄變電站集中于同一界面，每個按鈕對應一個變電站，灰色為正常，紅色為告警， 界面見圖1。 可以看出雷甸變電站中至少有1個電能表異常，其余3個變電站所有電能表正常。

圖1 變電站電能表異常告警

點擊雷甸變按鈕進入雷甸變分界面（見圖2）。可以從報表中看出 10 kV 母線不平衡電量為 2.98

圖2 雷甸變電站日電量報表

萬 kWh， 而庫橋 432 線電能量采集系統(tǒng)中日電量1.16 萬 kWh， SCADA 計算得 出 日 有 功 3.6 kWh，相差 2.44 萬 kWh， 與 10 kV 母線不平衡電量接近， 可以得出庫橋 432 線電能表慢走的結(jié)論。 此時庫橋 432 線表計狀態(tài)為告警， 符合實際情況，需要及時聯(lián)系有關(guān)人員處理，避免繼續(xù)損失電量。 如果仍不確定，可以點擊界面上的“前一天”來查詢歷史狀態(tài)，通過連續(xù)幾天的觀察再來進一步確定計量異常的原因。

3 結(jié)語

通過 PI這個平臺可以方便調(diào)取不同系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)以下3個功能：

（1）實時監(jiān)控。 通過對各變電站電能表每天實時動態(tài)的監(jiān)測，達到及時發(fā)現(xiàn)異常、及時處理的高效管理目的。

（2）精確定位。 不僅能對變電站的電量不平衡實施監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)是否超過規(guī)定限額，而且還能精確指出是由哪幾個電能表的異常造成電量不平衡率過大。

（3）自動生成日電量報表， 方便快捷。

[1]史興華.供電 企 業(yè)實時/歷 史 數(shù)據(jù) 庫 PI 典 型應 用 案例[M]．北京：中國電力出版社，2009.

（本文編輯：楊 勇）

PI-based A larm on Substation M eter Abnormalities

MAO Hong-fei， ZHANG Hua， CHEN Min， QIAN Shi-xiang
（Deqing Power Supply Bureau， Deqing Zhejiang 313200， China）

Interior evaluation in power supply enterprises and energy charge settlement depend on normal meters at substation lines， therefore real-timemonitoring on status of energy meter is quite necessary.It can timely handlemetering abnormities and gather relevant information of electric energy system and SCADA system from PI database so as tomitigate loss of due charge caused by metering device faults and further improvemanagementefficiency.

substation； PI； SCADA； electric energy

TM933 ∶TP311.132

： B

： 1007-1881（2012）11-0022-02

2012-08-31

毛鴻飛（1984-）， 女， 浙江德清人， 助理工程師，從事電力調(diào)度與監(jiān)控工作。