城市供電電壓自動采集系統的建設與應用

向萌，謝曉騫，鄧威，寧志毫

(1.國網湖南省電力公司電力科學研究院，湖南長沙410007；2.國網湖南省電力公司，湖南長沙410007)

城市供電電壓自動采集系統的建設與應用

向萌1，謝曉騫2，鄧威1，寧志毫1

(1.國網湖南省電力公司電力科學研究院，湖南長沙410007；2.國網湖南省電力公司，湖南長沙410007)

本文在介紹國網湖南省電力公司城市供電電壓自動采集系統構架的基礎上，對電壓監測點的設置、電壓監測裝置的檢測以及系統的安裝調試和運維管理進行闡述，并對應用情況進行分析。

供電電壓；自動采集；電壓監測裝置；裝置檢測

供電電壓自動采集系統 (以下簡稱供采系統)是國家電網公司下達的重點信息化建設項目，目的是為了進一步規范供電電壓管理，實現城市和農村供電電壓數據自動采集和統計分析，提升公司電壓無功管理精益化水平。供采系統達到電壓采集終端與主站兩級的信息貫通、相互交換等功能，涉及調控、運檢、營銷以及信通等多部門多方面工作，是一項信息龐大、結構復雜的技術管理工程。

國網湖南省電力公司城市供采系統率先完成了國家電網公司統一部署的建設工作，目前湖南省的城市供電電壓自動采集系統已經正式投入運行。整個過程嚴格按照國家電網公司的標準化流程推進，自上線以來運行穩定可靠、反映良好。該套系統完成了湖南省城網各類電壓監測點的實時電壓數據接入、數據對應以及數據集成工作，實現了對國網湖南省電力公司城網電壓監測點的供電電壓狀態的全方位監控，達到了終端與總部系統縱向貫通和直采功能。文中重點總結了供采系統的建設過程及應用情況，并指出存在的問題及改進措施。

1 供采系統架構

供采系統在公司總部和省公司兩級部署，在地市公司及以下僅部署各類電壓監測裝置，裝置采集的供電電壓數據通過在國網湖南省電力公司部署的CAC接入主站系統。同時，在省公司與調度自動化系統、用電信息采集系統集成，獲取已有的供電電壓數據。各類供電電壓數據在國網湖南省電力公司和公司總部集中存儲，省公司、地市和縣供電企業用戶均通過登錄生產管理信息系統 (PMS)使用供電電壓應用功能，圖1為目前湖南省城市供采系統的整體架構圖。

根據參考文獻 〔1〕中對供電電壓監測點的設置原則，供電電壓質量監測分為A，B，C，D共4類監測點〔1〕。A類，即帶地區供電負荷的變電站的10(6)kV母線電壓。B類，即35(66)kV專線供電和110 kV及以上供電的用戶端電壓。C類，即35(66)kV非專線供電的和10(6)kV供電的用戶端電壓。D類，即380/220 V低壓網絡和用戶端的電壓。

為充分利用現有信息資源，供采系統的A類監測點電壓數據從智能電網調度技術支持系統調度管理應用 (省級OMS系統)中獲取；B，C類監測點電壓數據從用電信息采集系統集成接入，目前正在推進B，C類新型用電采集終端裝置的接入。D類監測點的電壓數據從電壓監測裝置中自動采集，以標準方式接入部署在省公司的狀態接入控制器 (CAC)，由CAC通過省公司電壓接入服務將電壓數據接入主站系統。

2 系統建設與實現

2.1 監測點的設置

結合對湖南省14個地市公司的電壓無功專業的調研，國網湖南省電力公司明確了城網監測點的分布原則，對各地區如何選點布點進行詳細指導，并對偏遠地區的監測點設置工作進行一對一的幫扶。監測選點工作的基本原則:全面覆蓋，避免遺漏；抓重要用戶，抓薄弱點；從投訴追溯源頭，動態跟蹤監測；摸清網架結構，做到心中有數，檔案有記錄。

在監測點布點和設置的具體實施過程中的關鍵步驟如下:

1)進行城配網基礎臺賬的清查，根據國家電網公司規定的設置原則設定監測點；

2)每個城區 (包括縣城區)的一級、二級用戶均應設有監測點，建議將供電所的監測點設在負荷性質有代表性的低壓干線末端；

3)安排移動式電壓監測點，用于抽測典型時間居民用戶電壓質量狀況和95598投訴的低電壓臺區；

4)利用用電信息采集系統和配網結構圖甄選可能存在低電壓的臺區進行監控；

5)要求在滿足國網規定的基礎上確保每個縣公司監測點數和每個供電所的監測點數。

2.2 裝置檢測工作

電壓監測裝置應符合相關的國家標準和電力行業標準，確保監測的數據準確、可靠、有效。參考文獻 〔2〕中明確了電壓監測儀的檢測類型和周期、檢驗條件、檢驗標準和檢驗方法等方面的內容。電壓監測裝置的質量優劣直接影響到供采系統是否能穩定、可靠、高效運行，因此國網湖南省電力公司十分重視入網檢測工作。

國網湖南省電力公司電力科學研究院 (以下簡稱湖南電科院)與裝置生產廠家積極溝通，掌握相關技術的關鍵點和難點，并在參考文獻 〔3〕的基礎上研發了適合湖南公司實際運維情況的整套通信協議測試軟件，如圖2所示。最終，湖南電科院對欲在國網湖南電力公司進行投標的10多個廠家的多款型號的電壓監測裝置進行統一的入網檢測，并編寫相應的檢測報告。

入網檢測務必周密嚴謹，此項工作能為招標提供具有價值的參考信息，確保質量優良、技術力量雄厚的企業中標。淘汰不滿足標準規范的裝置，有利于今后電壓監測裝置的運維管理，同時也為供采系統的調試上線和穩定運行提供保障。

2.3 現場安裝與調試

國家電網公司對內外網的數據交換有嚴格的信息安全要求，每臺電壓監測裝置都內嵌特制的安全加密芯片，每臺裝置必須具備國網信通簽發的專屬數字證書，數據才能通過無線專網和安全接入平臺與主站的CAC之間進行正常通信。湖南電科院在電壓監測裝置正式出廠前，進行了大量的安全接入測試和全套數據聯調，并選擇個別地市公司提前進行現場安裝和裝置運行的試聯調工作，把關和審視每個調試環節，確保電壓監測裝置能順利接入國家電網公司生產管理系統的供采模塊。

為提高裝置安裝調試的效率，湖南電科院對14個地市公司的電壓監測儀進行了精心分配，將電壓監測儀的設備ID號劃分到各個地市公司，統一將SIM卡提前對應裝好，建立一一對應關系，并編寫和下發詳細的安裝說明和注意事項。在安裝過程中，通過現場和主站緊密配合，對每臺裝置的接入進行實時遠程監控，調試效果良好。

以下簡要概括安裝調試過程中的幾個注意點:①建議安裝在信號較好、便于抄錄、運維方便的地點，與相鄰裝置的安全距離和環境等符合要求。②安裝裝置所采用的導線截面、絕緣和耐壓應符合要求，導線排列整齊美觀，要求中間無接頭。③采集端引入電源的相序必須與裝置的相序標示一致。④送電前檢查核對與安裝說明中各項要求是否相符，接線是否正確無誤。⑤送電后檢查電壓監測裝置各功能是否正常，測試數據是否準確，是否與主站建立有效連接。⑥動態更新電壓監測裝置臺賬，地市運維部門統一保管文本檔和電子檔臺賬。

3 系統應用及管理

3.1 功能模塊

根據供電電壓自動采集系統的功能設計，國網湖南省電力公司供電電壓自動采集系統功能模塊包括綜合展示、電壓數據管理、電壓測點管理、告警事件管理及電壓報表管理。

1)綜合展示。對進行綜合供電電壓合格率展示。展示可按省公司展示所轄地市綜合供電電壓合格率、按地市展示測點匯總分布等，并可鏈接相關數據查詢和分析功能。

2)電壓數據〔4〕。提供省、地市供電企業等多層次的綜合供電電壓合格率、分類供電電壓合格率查詢、歷史數據查詢、異常數據查詢、同比分析、環比分析、時間段分析等電壓數據應用功能，滿足供電電壓監測、統計、考核、分析等要求。公式(1)— (3)列出了電壓監測點合格率的計算方法。

3)電壓監測點信息。提供各級單位的指標管理、監測裝置臺賬管理、監測裝置運行管理、監測裝置檢驗管理、測點臺賬管理、測點異動管理、裝置和測點的臺賬查詢等功能，滿足各級用戶對裝置和測點的維護需要。

4)告警事件。提供電壓數據告警事件管理，包括電壓數據越限告警、合格率異常告警、數據缺失告警等，提供裝置告警事件管理，包括裝置流量超標告警、超期未校驗告警、停電/上電事件告警等，實現告警事件的匯總統計及查詢功能。

5)電壓報表。提供省、地市供電企業等單位常規的各種供電電壓報表功能，支持報表導出和打印。

國家電網公司運檢部每月考核各省及直轄市的供采系統運維狀況，包括供采系統的數據接入率、數據自動采集率、數據完整率、監測點有效率以及裝置連續接入率，圖3為供采系統的應用界面截圖。

3.2 運維管理

為了降低電壓監測裝置運行的故障率，保證每臺裝置的正常運行，國網湖南省電力公司采取了一系列的辦法，確保完成國家電網公司的考核和供采系統的穩定可靠運行。

1)湖南電科院編寫了 《國網湖南省電力公司供電電壓自動采集系統運行維護管理辦法》與《國網湖南省電力公司電壓監測裝置檢驗技術要求》，要求各地市公司嚴格執行規章制度，密切監控電壓監測儀的運行狀況 (尤其是離線情況)，及時對電壓監測裝置的故障進行排查和處理，按規定時間間隔對電壓監測裝置進行周期檢驗。

2)裝置運維情況和監測點電壓合格率計入全省每月的電壓無功專業工作通報和季度年度同業對標中。對裝置運維較好的和電壓合格率位于前列的地市公司進行相應獎勵并鼓勵經驗交流，對運維欠佳的以及合格率靠后的地市公司進行通報批評并幫扶整改。

3)湖南電科院根據供采系統試運行期間出現的問題，總結出針對性裝置故障排除說明，對各地市公司的相關專責開展了監測裝置的日常運維故障排除、調壓手段的實例講解和管理條例的宣貫等培訓工作。

4 存在的問題與建議

1)協調管理方面

供采系統的工作涉及部門較多，目前，調控中心負責A類電壓監測數據接入、營銷部負責B，C類電壓監測數據的接入、運檢部負責D類電壓監測數據接入。4類電壓監測點的電壓狀況密切相關，每一類監測點的電壓質量對供電電壓整體質量的優化和綜合合格率的提升作用都不可小覷。

建議國網湖南省電力公司能針對供采系統盡快構建自上而下的管理體系和職責明細，形成良好的溝通協調處理機制。在接入數據和監測電壓的同時，各部門能對發現的問題及時進行分析和協商，采取相應的處理措施。

2)專業技術方面

一是對變電站10 kV母線電壓調控意識薄弱；二是電壓調控手段沒有合理利用〔5〕。例如，有的10 kV配電線路上同時有城市供電負荷和農村供電負荷，變電站為了保證農村用戶電器能正常使用，通常將母線電壓調高，導致部分城網首端用戶電壓越上限。此外，某些地區存在配變檔位長期未調整的情況，低壓無功補償裝置亦缺乏管理和維護。

各地市公司應充分利用已有的調壓手段，季節性地對監測點電壓進行跟蹤調整，尤其是對調壓困難的線路應及時提出整改方案，建議涉及電壓質量整治的配網建設工程須提供電壓監測數據。此外，在電網的規劃設計上應有超前意識，規劃人員須根據當地電網的監測電壓狀況、負荷特征和經濟發展趨勢科學合理地規劃電網，做好未來電網的無功電壓計算工作，合理配置各種調壓設備和無功補償設備，從源頭解決供電電壓質量問題。

5 小結

各級供電企業的電壓無功專業技術人員可通過供采系統快捷查詢到需求數據。通過該系統在生產管理中的應用，大大降低了日常現場實測和統計數據的工作量，同時保證了各類供電電壓數據信息的及時性和準確性，提高了供電電壓的管理水平和工作效率。該系統為電壓無功專業和配網專業的日常運維和數據獲取提供了強有力的支撐，進一步提升了公司電壓無功管理的精益化水平。

〔1〕國家電網生 〔2009〕133號.國家電網公司電力系統電壓質量和無功電力管理規定 〔S〕.2009.

〔2〕國家電網公司.Q/GDW 1817—2013電壓監測儀檢驗規范〔S〕.北京:中國電力出版社，2013.

〔3〕國家電網公司.Q/GDW 1819—2013電壓監測裝置技術規范〔S〕.北京:中國電力出版社，2013.

〔4〕GB/T 12325—2008電能質量供電電壓偏差 〔S〕.北京:中國標準出版社，2008.

〔5〕中華人民共和國能源部.SD 325—1989電力系統電壓和無功電力技術導則 (試行)〔S〕.北京:水利電力出版社，1989.

Construction and application of urban power supply voltage automatic acquisition system

XIANGMeng1，XIE Xiao-qian2，DENGWei1，NING Zhi-hao1
(1.State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China；2.State Grid Hunan Electric Power Corporation，Changsha 410007，China)

Based on analyzing the framework for urban power supply voltage automatic acquisition system of State Grid Hunan Electric Power Corporation，the paper describes the setting principle of voltage monitoring point，the detection procedure for voltagemonitoring device，and the installation，debugging，operation and maintenancemanagement of the system in detail.At the same time，the application situation of the system is analyzed.

power supply voltage；automatic acquisition；voltagemonitoring device；device detection

TV7；TK26

B

1008-0198(2014)06-0031-04

向萌(1988)，女，碩士，助理工程師，主要從事電壓無功管理、電力系統仿真分析工作。

謝曉騫 (1983)，男，碩士，工程師，主要從事調度運行分析工作。

鄧威(1983)，男，博士，工程師，主要從事電壓無功管理、配網專業工作。

寧志毫 (1983)，男，博士，工程師，主要從事電能質量監測、評估及治理、新能源并網測試與評估等工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.06.009

2014-05-06 改回日期:2014-07-10