配變終端電量在線損統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用

史 琳

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局，廣東 廣州 510000）

0 引 言

無(wú)功補(bǔ)償裝置、變壓器、配電箱以及計(jì)量箱是傳統(tǒng)配變終端的標(biāo)準(zhǔn)配置。在配電終端中增設(shè)變壓器監(jiān)測(cè)裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)配變終端的無(wú)功補(bǔ)償控制和在線監(jiān)測(cè)。信息采集終端主要是采集計(jì)量電表和配電終端的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)，而無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的主要目的是補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)無(wú)功缺口，通過(guò)自動(dòng)投切電容實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。目前，傳統(tǒng)配變終端存在占地面積大、運(yùn)維成本高、重復(fù)投資以及設(shè)備眾多等問(wèn)題。

1 配變終端及其在線損統(tǒng)計(jì)中應(yīng)用的必要性

1.1 配變終端

配變終端作為JP綜合配電箱中核心單元，承擔(dān)信息采集和控制功能，主要由終端主體和對(duì)外通信部分構(gòu)成。終端主體主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，對(duì)外通信部分則主要執(zhí)行配電箱的通信功能。配電終端在綜合配電箱中的應(yīng)用能實(shí)現(xiàn)采集以電量信息、用電信息及電表計(jì)量數(shù)據(jù)為代表的各項(xiàng)用電數(shù)據(jù)，同時(shí)保存歷史開(kāi)關(guān)量信號(hào)和用電數(shù)據(jù)，此外按主站的實(shí)際需求定時(shí)上傳采集和保存的數(shù)據(jù)[1]。

1.2 配變終端在線損統(tǒng)計(jì)中應(yīng)用的必要性

在供配電系統(tǒng)中，主要通過(guò)供售同期抄表、電量電費(fèi)實(shí)用電量以及計(jì)量自動(dòng)化月凍結(jié)電量3種模式統(tǒng)計(jì)臺(tái)區(qū)的線損率。其中，前兩種模式需要供配電工作人員安排人員定時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，不僅浪費(fèi)人力物力資源，而且存在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性問(wèn)題，影響后期線損率的統(tǒng)計(jì)[2]。計(jì)量自動(dòng)化月凍結(jié)電量模式的引入，節(jié)省了不必要的工作量，在規(guī)避人為因素對(duì)線損統(tǒng)計(jì)影響的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了線損統(tǒng)計(jì)。配電終端電量統(tǒng)計(jì)線損具有明顯優(yōu)勢(shì)：能有效節(jié)約人力資源和物力資源成本，有效減輕工作人員的工作量；引入計(jì)量自動(dòng)化凍結(jié)電量模式，極大地提高了線損統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確性，減少了人為和自然因素的影響；提高了配電終端的應(yīng)用水平，帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益[3]。

2 配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端應(yīng)用指標(biāo)分析

在線率、覆蓋率以及抄讀成功率等是配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端中的常規(guī)考核指標(biāo)。在傳統(tǒng)配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端的基礎(chǔ)上引入終端電量的應(yīng)用率概念，結(jié)合實(shí)際配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端的實(shí)際應(yīng)用案例，從傳統(tǒng)指標(biāo)和新引入的終端電量應(yīng)用率兩個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端存在的問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題提出相關(guān)的發(fā)展策略。

2.1 配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端的在線率、覆蓋率和抄讀成功率

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，供電局2019年的臺(tái)區(qū)配變終端在線率和覆蓋率達(dá)到90%以上，平均抄讀成功率超過(guò)90%，達(dá)到95.3%，說(shuō)明在供電局中引入配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端后，能起到很好的計(jì)量作用，且終端可正常上線使用。

2.2 臺(tái)區(qū)配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端電量在公變線損統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用率

分析該供電局中2019年的臺(tái)區(qū)配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端電量在公變線損統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用率發(fā)現(xiàn)，終端電量平均應(yīng)用率較低，僅為5.73%。出現(xiàn)這種情況的原因主要包括以下幾個(gè)方面：一是沒(méi)有明確臺(tái)區(qū)配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端的維護(hù)職責(zé)；二是沒(méi)有科學(xué)檢查維護(hù)配變終端；三是沒(méi)有科學(xué)校驗(yàn)配變終端，并保證其正常運(yùn)行[4]。綜上所述，臺(tái)區(qū)配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端出現(xiàn)問(wèn)題的根本原因在于維護(hù)不到位和管理不科學(xué)。

3 應(yīng)用于線損統(tǒng)計(jì)的配變終端設(shè)計(jì)

3.1 硬件設(shè)計(jì)

配變終端硬件模塊架構(gòu)圖如圖1所示，包括電源模塊、電參數(shù)采集與測(cè)量模塊、處理器模塊、電能表數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊、LCD模塊以及I/O應(yīng)用模塊等。處理器模塊采用嵌入式微控制器LPC2292實(shí)現(xiàn)，實(shí)際是基于32位的ARM7TDMI-SCPU。該微控制器有多個(gè)通信接口，包括1個(gè)SPI口、2個(gè)UART口、2個(gè)CAN口以及1個(gè)12C口等，在網(wǎng)絡(luò)傳輸、電量控制以及協(xié)議轉(zhuǎn)換等方面具有良好的應(yīng)用性。

圖1 硬件終端構(gòu)架圖

3.2 軟件構(gòu)架

軟件系統(tǒng)總體架構(gòu)圖如圖2所示，配變終端電量在線損統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用主要集中在數(shù)據(jù)采集與處理和抄表任務(wù)兩個(gè)方面。

3.2.1 數(shù)據(jù)采集與處理

通過(guò)分析系統(tǒng)構(gòu)架發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)遙測(cè)模擬量，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流信號(hào)和變壓器變壓的諧波分析，分析后還能存儲(chǔ)和上傳采集和分析的數(shù)據(jù)。

3.2.2 抄表任務(wù)

該系統(tǒng)的重點(diǎn)是負(fù)責(zé)電表處理和通信。系統(tǒng)接收到抄表時(shí)間后向電表發(fā)送指令，將采集和分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳與存儲(chǔ)。這一過(guò)程若出現(xiàn)通信異常，系統(tǒng)會(huì)重新給電表發(fā)送數(shù)據(jù)幀。若多次嘗試仍通信失敗且超過(guò)設(shè)定值，則系統(tǒng)會(huì)存儲(chǔ)并上傳當(dāng)前錯(cuò)誤信息。

圖2 系統(tǒng)總體構(gòu)架圖

3.3 配變終端在線損分析中的應(yīng)用優(yōu)化

3.3.1 終端維護(hù)機(jī)構(gòu)集約化

傳統(tǒng)配變終端存在維護(hù)零散化的缺點(diǎn)，希望通過(guò)集約化處理方法優(yōu)化配變終端維護(hù)機(jī)構(gòu)。優(yōu)化中需明確并細(xì)化各負(fù)責(zé)人和各小組的維護(hù)職責(zé)，盡可能精簡(jiǎn)配變終端維護(hù)工作機(jī)構(gòu)，設(shè)置線損專(zhuān)責(zé)負(fù)責(zé)工作小組，實(shí)現(xiàn)對(duì)配變終端的全面管理。對(duì)配變終端的管理涉及購(gòu)買(mǎi)、運(yùn)送、使用、報(bào)廢以及報(bào)廢后處理等，需協(xié)調(diào)配變終端運(yùn)維各方面的工作，從而做好配變終端的安裝、維護(hù)以及故障處理等工作[5]。稽查辦主要負(fù)責(zé)配變終端的更新、維護(hù)以及日常檢查。抄表工作人員和各供電所線損管理員主要負(fù)責(zé)配變終端的日常巡查，發(fā)現(xiàn)配變終端運(yùn)行中存在問(wèn)題時(shí)，及時(shí)反饋并進(jìn)行處理。

3.3.2 維護(hù)工作實(shí)現(xiàn)PDCA模式

為提高配變終端的運(yùn)維水平，建議采用配變終端閉環(huán)反饋運(yùn)維管理機(jī)制，在此引入PDCA模式進(jìn)行運(yùn)維管理。由線損專(zhuān)責(zé)人員制定終端的維護(hù)計(jì)劃，根據(jù)指定的月計(jì)劃聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題開(kāi)展維護(hù)工作。以各供電所線損管理員為代表的維護(hù)機(jī)構(gòu)人員，需針對(duì)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行常態(tài)化管理，檢查管理配變終端的運(yùn)行狀況，通過(guò)用電檢查、日常抄表以及現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)等進(jìn)行日常維護(hù)工作。執(zhí)行這些操作時(shí)，需要進(jìn)行登記上報(bào)。線損專(zhuān)責(zé)必須結(jié)合配變終端現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)際運(yùn)維情況科學(xué)調(diào)整運(yùn)維計(jì)劃，不斷優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)配變終端運(yùn)維閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)，以更好地應(yīng)對(duì)配變終端故障，解決配變終端問(wèn)題。

3.3.3 終端驗(yàn)收引入計(jì)量電量

配變終端的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)需要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。建議參照《DL/T448-2000電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》進(jìn)行配變終端電量測(cè)量，要求滿足電能計(jì)量裝置的準(zhǔn)確等級(jí)要求，在完成校驗(yàn)后形成科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的校驗(yàn)記錄單，并將其作為配變終端運(yùn)維和管理的常規(guī)內(nèi)容之一。通過(guò)加強(qiáng)配變終端的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)，能有效保證配變終端電量測(cè)量的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

4 結(jié) 論

通過(guò)研究分析配變終端的應(yīng)用現(xiàn)狀，指出當(dāng)前配變終端管理及電量中存在的問(wèn)題，提出了幾種在配變終端線損中應(yīng)用的優(yōu)化方法，包括終端維護(hù)機(jī)構(gòu)集約化、引入PDCA模式加強(qiáng)配變終端管理維護(hù)以及終端驗(yàn)收引入計(jì)量電量現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)等。在實(shí)際供電局中引入配變終端的管理優(yōu)化方法，使得應(yīng)用效果能提高到70%以上。未來(lái)發(fā)展中還需要不斷進(jìn)行優(yōu)化，以提高配網(wǎng)設(shè)備的利用效率。