配電網智能監控管理遠程抄表一體化系統分析

熊華

（四川省電力公司樂山峨眉山供電局，四川 峨眉614200）

社會經濟技術的發展與進步，大大促進了電網建設規模的進一步擴大，電網運行環境不斷復雜化，尤其是農村地區及中小城鎮配電網具有點多面廣的特點，配網結構及運行環境較為復雜，這對配網自動化水平提出更高的要求。而且人們對與自己生活與生產息息相關的供電質量要求越來越高，這些都需要在配網建設與改造中，引進先進的現代化技術，綜合提高配電網自動化運行管理的智能化程度，為供電質量及電網安全高效運行提供可靠的技術保障。本文中就是對有效結合配電管理集成系統與配電網監控系統為一體的配電網智能監控管理遠程抄表一體化系統進行分析，以期為電網運行狀況改善及供電質量提高提供幫助。

1、配電網智能監控管理遠程抄表一體化系統

1.1 一體化系統結構

如圖1所示為配電網智能監控管理遠程抄表一體化系統的網絡結構示意圖，該一體化系統具有的功能主要有配電SCADA、配電GIS、饋線自動化FA、配電管理、遠程抄表及設備管理等。一體化系統引進先進的GPRS、光纖、電力載波及CDMA等現代化通信技術，使數據的采集與遠程調控得以實現，并根據實際情況需要選擇集中型或就地型的饋線自動化，以確保電網運行故障的實時切除與供電的快速恢復。該系統還有效建立了完整的配網模型，使得配電網自動化系統的擴展功能得以實現。并且，基于電網分析應用軟件，并結合根據實際需要而接入的微電網或分布式電源等擴展功能，促進配電網經濟運行分析及自愈控制的實現，實現電網運行的優化與改善。

1.2 配電網智能監控及遠程抄表的實現

配電網智能監控系統的執行者是管理員、操作者以及數據采集終端部分，各執行單元的權限是不同的。根據用戶的需求，配電網智能監控與遠程抄表系統的實現包含以下內容：系統登陸、系統工具、臺賬管理、數據采集、數據查詢、報表打印、系統維護及系統管理，如圖2所示：

數據采集以數據采集器的形式實現，通過對多功能表的數據采集，與上位機終端數據進行傳輸，同時可以實現和多功能表及GORS模塊進行通信。數據采集的功能包含當前數據采集，歷史數據采集，停電、失電、全失電及撤銷處理，校時等，其擴展接口可以進行遠程通訊、故障報警、工作指示、備用電源等作用，多功能電能表具有編程測量、數字通訊、顯示及電能脈沖輸出等功能，可以完成對電量測量、數據顯示、電能計量、采集、傳輸等。

在以上基礎構架和功能之上形成的智能監控管理遠程抄表系統可以對多功能表的數據實時進行監控、采集、凍結等操作，如果出現故障，系統可以自動上傳報警信息，包含短信通知功能，工作人員可以隨時查看電能表的異常記錄，通過控制裝置，實現遠程斷電，并記錄停電與恢復供電時間。智能監控管理遠程抄表一體化系統具有實時通信、適用范圍廣、通信速度快、可靠性高的特點，該系統的使用有效的提高了對配電網的監督與管理。

1.3 主要結構部分的功能特點分析

由一體化系統網絡結構示意圖可知，該系統主要由配電主站、配電子站、配電終端以及通信系統這四部分組成：

（1）配電主站的功能特點。一體化系統的配電主站主要功能有配電SCADA、配電GIS、配電管理、遠程抄表、設備管理及故障診斷與報警等：

①配電SCADA。配電SCADA功能可以實時監控并記錄配電變壓器、箱式變電站、開關站及配電室等的運行狀況及相關參數等，以及對供電質量的監控，三相電壓不平衡度、三相負荷不平衡率及電壓合格率的分析計算與統計，還具有遠程控制、數據采集與統計、運行狀態與通信運行工況的監控、智能防誤操作以及人機交互操作等功能。

②配電GIS。通過配電GIS功能，可以分層管理圖形界面、實現動態網絡拓撲與配電區域著色、基于GIS的設備管理與在線維護及配電生產管理、對電源點的追蹤與分析等。

③配電管理。配電管理方面的主要功能有監測負荷趨勢、負荷管理、拓撲分析、計劃檢修作業及統計供電可靠性等，可通過監測到的負荷曲線與比例等參數進行負荷管理，在故障發生時進行拓撲分析并合理計劃檢修方案與作業，同時綜合統計供電質可靠性，以保障供電質量。

④遠程抄表。遠程抄表功能是基于電力載波或無線通信方式得以實現的，并利用集中抄表器進行智能電能表的遠程抄表，然后將準確完整的抄表數據上傳至配電主站或相關配電子站并記錄于營銷系統。

⑤設備管理。設備管理方面主要包括建立每回饋線設備的臺帳與報修記錄、實時監測智能電表與配電終端及通信模塊的運行狀況并診斷運行故障、基于GIS建立設備維護與監視系統、客戶通過設備管理索引與臺帳及報修記錄等查看系統運行狀況等。

⑥故障診斷與報警。系統故障發生時，通過監控機屏幕上所顯示的區域及著色設備進行對故障的診斷，并及時向檢修部門或人員發出系統故障的預警信息。

（2）配電子站的功能特點。配電子站主要有遠程通信、遠程維護與自診斷、人機交互、終端數據匯集與轉發、信息存儲以及終端通信故障檢測等功能。設置于開關站或變電站中的配電子站，對終端數據及變電站RTU進行采集與處理并傳輸至配電主站，而配電主站的命令則通過配電子站的轉發傳輸至配電終端。

（3）配電終端的功能特點。通過配電終端可監控開關站、配電變壓器、變電站及線路等的運行狀況，該一體化系統中配電終端主要有配電監測終端以及電能質量智能監控裝置。其中配電監測終端TTU可用于監控箱式變電站及配電變壓器，本系統中采用雙路TTU裝置，在變壓器及線路損耗的計算方面有重要意義，強化了配電監測終端的功能應用，為通信運行費用的降低創造良好條件。通過雙路TTU裝置，不僅可以對配電變壓器及兩回線路的運行工況與相關運行參數進行監測，而且能對電能質量、電壓合格率及三相不平衡度等進行監測與統計，還能實現配電主站與子站間的通信及遠程維護。而電能質量智能監控裝置的主要功能有在線監控配電線路及變壓器的運行狀況與相關參數、優化控制無功補償容器的分相補償與三相共補、在線分析電能質量、電流諧波的監控與分析以及諧波含量與總崎變率的計算等。

（4）通信系統的功能特點。通信系統的主要特點在于對通信方式的選擇方面，根據系統應用功能并基于系統性能指標要求選擇通信方式并按實際需要進行組合搭配。通信方式的選擇應著重從以下方面展開：首先，是配電主站與子站間的通信方式選擇，這是關系到配電自動化系統的重要部分，應以SDH同步數字通信網絡及光纖通信為最佳選擇，以滿足系統速率及容量方面的要求。其次，是FTU與配電子站間的通信方式選擇，應選用光纖通信以滿足饋線自動化通道的快速可靠要求。第三，是集中抄表的通信方式選擇，宜采用電力線載波或是無線通信，以適應智能電能表的安裝及運行特點。最后，還有配變終端TTU通信方式的選擇，結合經濟實用性并基于TTU分布廣、數量大、運行環境較復雜且實時性要求較低等實際特點，宜選用無線通信來滿足TTU通信。

2、配電網智能監控管理遠程抄表一體化系統的應用意義

集配電管理、實時監控/遠程抄表及設備管理優勢為一體的一體化系統，不僅監控范圍廣泛，而且具有將強的綜合功能。通過實踐應用可知，配電網智能監控管理遠程抄表一體化系統不僅滿足了人們對供電質量及電網運行質量的要求，而且還實現了電網運行的經濟高效，也就是說，一體化系統應用為供電企業實現經濟效益與社會效益雙贏提供了可靠的基礎保障。

配電網智能監控管理遠程抄表一體化系統在實際應用中實現經濟效益主要體現在以下幾個方面：

（1）供電自動化水平的提高，大大降低了供電運行的難度及勞動強度，并且遠程抄表也有效減少了人力抄表及人工錄入的成本投入，減少了勞務方面的投入。

（2）配電生產管理部門也有效提高了工作效率，供電質量與可靠性也大大提高，整體的供電維護及檢修投入降低。

（3）通過一體化系統，供電企業可有效提高供電運行的管理水平，只需在室內通過計算機屏幕進行對供電運行狀況等的監控，并實現數據的共享，不僅降低了供電管理的難度，而且也減少了勞動力與勞務投入。一體化系統實現社會效益主要表現在其應用范圍及覆蓋面廣泛這一方面，為滿足用戶不斷高漲的供電質量需求提供保障，為用戶與供電企業之間雙向溝通的實現奠定基礎，并為配電網的智能化發展創造良好條件。

結語

綜上所述，順應人們日益高漲的對供電質量及電網運行質量與效率的要求，基于現有配電網運行的現狀及需求而研發出來的配電網智能監控管理遠程抄表一體化系統，結合了配電管理集成系統及配電網監控系統的優勢為一體，不僅滿足了人們對供電質量的要求，而且還有效實現了電網運行的安全可靠、經濟高效，促進了供電企業的快速可持續發展。

[1]陳丁劍.智能電網中低壓一體化配用電監控管理系統[J].低壓電器,2010(22).

[2]朱毅,周君.GIS與 SCADA集成中一體化技術的研究[J].計算機與數字工程,2007(03).

[3]劉藝,聶一雄,王星華,彭顯剛,黃立虹,許健.基于GPRS的低壓配電網監控系統下行控制信號通信研究[J].繼電器,2010(11).

[4]黃益莊,李樹軍.配電網智能監控管理遠程抄表一體化系統[J].電力系統保護與控制,2010(21).

[5]劉光明.基于GPRS技術的電力設備遠程監控系統設計 [J].中國科技信息,2006(01).

[6]王意.談GPRS在低壓配電網遠程監控自動化系統中的應用[J].其它,2010(11).

[7]劉藝,王星華,彭顯剛,黃麗紅,許建.基于GPRS的低壓配電網遠程監控的相關問題研究[J].電氣應用,2009(23).