農(nóng)村電網(wǎng)智能計(jì)量建設(shè)的探索與實(shí)踐

廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司市場(chǎng)營銷部 何 藝

1 農(nóng)村智能電網(wǎng)建設(shè)要求

隨著人民生活水平的逐漸提高，農(nóng)村電網(wǎng)面臨著用電需求與供電能力的矛盾，如：農(nóng)村電網(wǎng)供電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理，供電電源單一；供電線路長，線路容量不足；無功需求量增加，諧波含量超標(biāo)，三相不平衡等電能質(zhì)量問題日益顯著。面對(duì)新時(shí)期、新要求、新挑戰(zhàn)，智能電網(wǎng)建設(shè)勢(shì)在必行，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)把握好契機(jī)，合理開展農(nóng)村電網(wǎng)改造工作，積極建設(shè)農(nóng)村智能電網(wǎng)，有效提高農(nóng)村供電安全性、可靠性，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

農(nóng)村智能電網(wǎng)建設(shè)要求具體如下：科學(xué)規(guī)劃。科學(xué)制定智能配電臺(tái)區(qū)研究方向與技術(shù)路線，確定農(nóng)村智能電網(wǎng)建設(shè)基本原則；試點(diǎn)先行。對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行充分評(píng)估、論證，選擇典型地區(qū)開展試點(diǎn)工作，為農(nóng)村智能化建設(shè)工作的全面推進(jìn)積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；注重實(shí)效。基于智能化建設(shè)目標(biāo)，有效解決農(nóng)網(wǎng)智能設(shè)備少、技術(shù)水平低、網(wǎng)架不堅(jiān)強(qiáng)、通信不良等諸多問題；集成創(chuàng)新。充分利用先進(jìn)、實(shí)用技術(shù)成果對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)架構(gòu)進(jìn)行完善，滿足智能化建設(shè)要求。基于上述建設(shè)要求下，穩(wěn)步落實(shí)農(nóng)村智能電網(wǎng)建設(shè)工作，切實(shí)打造集配變臺(tái)區(qū)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、計(jì)量、通信、控制、保護(hù)、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償、實(shí)時(shí)諧波和三相不平衡治理于一體的智能化臺(tái)區(qū)。以河池東蘭供電局智能臺(tái)區(qū)為例，其體系架構(gòu)主要包含應(yīng)用層、平臺(tái)層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層4部分組成。

應(yīng)用層建設(shè)：電網(wǎng)公司在信息機(jī)房?jī)?nèi)建設(shè)部署智能電網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)中心或主站接口，獲取平臺(tái)層的河池供電局智能臺(tái)區(qū)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及廣西省級(jí)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，然后融合數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)分析深化業(yè)務(wù)高級(jí)應(yīng)用，為生產(chǎn)運(yùn)維、配網(wǎng)規(guī)劃、營銷服務(wù)等提供精益化管理方法和高級(jí)業(yè)務(wù)應(yīng)用。

平臺(tái)層建設(shè)：電網(wǎng)公司建設(shè)有河池供電局智能臺(tái)區(qū)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、廣西省級(jí)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)、以及調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)等主站系統(tǒng)。平臺(tái)層主站系統(tǒng)負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)感知層的智能化終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)電氣量、狀態(tài)量數(shù)據(jù)采集，為生產(chǎn)運(yùn)維、配網(wǎng)規(guī)劃、營銷服務(wù)等提供數(shù)據(jù)支撐。

網(wǎng)絡(luò)層建設(shè)：電網(wǎng)公司與中國電信、中國移動(dòng)運(yùn)營商合作，搭建雙主站登錄通道，在現(xiàn)場(chǎng)感知層終端設(shè)備上安裝雙主站VPN 專網(wǎng)SIM 卡，將現(xiàn)場(chǎng)感知層設(shè)備數(shù)據(jù)傳到河池機(jī)房運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處。運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將一路數(shù)據(jù)傳送到河池供電局智能臺(tái)區(qū)采集系統(tǒng)，另外一路通過河池供電局專網(wǎng)傳到廣西電網(wǎng)省級(jí)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)。

感知層建設(shè)：該系統(tǒng)通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存量設(shè)備進(jìn)行改造，在不影響省級(jí)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)主站數(shù)據(jù)采集的前提下，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)南方電網(wǎng)2013規(guī)約終端的采集數(shù)據(jù)項(xiàng)擴(kuò)展。感知層建設(shè)將可實(shí)現(xiàn)變壓器側(cè)低壓總出線和分支出線的電壓電氣量、變壓器與斷路器溫度狀態(tài)感知，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)用電情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，記錄存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行的溫度和用電負(fù)荷情況，對(duì)過載、溫度過高、電流異常以及三相不平衡等異常進(jìn)行告警，提高現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行感知能力。

2 智能臺(tái)區(qū)智能計(jì)量系統(tǒng)探索與實(shí)踐

智能臺(tái)區(qū)體系中使用的集中器、配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端利用現(xiàn)有硬件資源整合更多軟件功能應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)兼容南網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范上增加新的功能應(yīng)用。經(jīng)過軟件升級(jí)后，配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端支持同時(shí)登陸2個(gè)主站（廣西省級(jí)集中計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)和河池供電局智能臺(tái)區(qū)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)），不影響現(xiàn)有廣西省級(jí)集中計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)采集業(yè)務(wù)、具有良好兼容性，配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端僅需軟件升級(jí)無新增硬件投入，具有低成本、具有推廣意義。

表1 感知層設(shè)備情況

2.1 網(wǎng)絡(luò)層策略探索與實(shí)踐

電網(wǎng)公司與三大運(yùn)營商合作，辦理支持雙主站登錄的VPN 專網(wǎng)SIM 卡，同時(shí)運(yùn)營商在河池供電局網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的專網(wǎng)路由器上進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，將收發(fā)的數(shù)據(jù)根據(jù)IP 不同進(jìn)行分流，搭建雙主站登錄通道。感知層終端終端通過無線VPN 專用網(wǎng)絡(luò)（2G/3G/4G）與主站通訊，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)感知設(shè)備數(shù)據(jù)雙通道上傳。

2.2 平臺(tái)層功能探索與實(shí)踐

東蘭農(nóng)村智能臺(tái)區(qū)系統(tǒng)具備高速數(shù)據(jù)采集、智能傳感感知和電網(wǎng)狀態(tài)研判功能：

配變側(cè)功能。配變側(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能可實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)配變側(cè)電壓、電流、電量、功率等電氣數(shù)據(jù)的15分鐘高頻采集，同時(shí)通過智能傳感設(shè)備可采集變壓器、斷路器等配變側(cè)設(shè)備的“溫度數(shù)據(jù)”，并可在系統(tǒng)中實(shí)時(shí)呈現(xiàn)；具備配變側(cè)設(shè)備檔案管理，可對(duì)線路、臺(tái)區(qū)檔案信息記錄和管理。

用戶側(cè)功能。用戶側(cè)電壓、電流、電量、功率15分組數(shù)據(jù)的高頻采集查；用戶側(cè)用戶檔案一致性管理。通過臺(tái)區(qū)區(qū)分及終端搜索數(shù)據(jù)，探知用戶電表臺(tái)區(qū)歸屬及發(fā)現(xiàn)臺(tái)變未知表計(jì)信息。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)召測(cè)。可對(duì)集中器和配變下屬臺(tái)區(qū)的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)抄讀；運(yùn)維監(jiān)管功能。可對(duì)集中器、配變終端定期精準(zhǔn)對(duì)時(shí)，保障終端時(shí)鐘的準(zhǔn)確性。

分析管理功能。基于高頻采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)流式計(jì)算，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)采實(shí)校，保障數(shù)據(jù)的可靠性，支撐實(shí)時(shí)分析業(yè)務(wù)；基于實(shí)時(shí)感知的設(shè)備工況數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)采集終端裝置異常在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)告警，主動(dòng)搶修；基于15分鐘各類電氣量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、利用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采集成立趨勢(shì)分析。

2.3 應(yīng)用層高級(jí)業(yè)務(wù)應(yīng)用探索與實(shí)踐

低電壓治理功能。基于大數(shù)據(jù)分析及電壓分類統(tǒng)計(jì)、電壓評(píng)級(jí)規(guī)則，根據(jù)治理緊急程度、治理措施方案生成低電壓治理方案，實(shí)現(xiàn)低電壓臺(tái)區(qū)的整治，保證電壓質(zhì)量穩(wěn)定。所有需要治理的臺(tái)區(qū)根據(jù)治理緊急程度在地圖上可視化展示總數(shù)，并可通過系統(tǒng)自動(dòng)生成治理方案。

智能停電事件處理。結(jié)合配網(wǎng)自動(dòng)化線路跳閘信息、采集系統(tǒng)的計(jì)量終端和用戶電表停電信息，以配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)開關(guān)跳閘事件采集時(shí)間為基準(zhǔn)，通過拓?fù)潢P(guān)系，對(duì)誤差為±10min 以內(nèi)的跳閘開關(guān)拓?fù)湎碌呐渥兘K端、負(fù)控終端、集中器、電能表采集到的停電事件進(jìn)行掛接去重信息，智能臺(tái)區(qū)采集系統(tǒng)可自提前預(yù)知停電事件并及時(shí)處理，變被動(dòng)服務(wù)為主動(dòng)服務(wù)，提高供電可靠性及用戶體驗(yàn)。

貧困地區(qū)用電分析。對(duì)貧困地區(qū)數(shù)量、貧困用戶數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與可視化展示，并對(duì)貧困地區(qū)和貧困戶的用電量進(jìn)行環(huán)比或同比分析。同時(shí)可在平臺(tái)內(nèi)根據(jù)需要，通過對(duì)臺(tái)區(qū)和用戶進(jìn)行手動(dòng)打標(biāo)簽標(biāo)明貧困地區(qū)和貧困用戶。

綜上所述，基于國家政策的大力支持與新技術(shù)體系的逐漸成熟，農(nóng)村智能電網(wǎng)發(fā)展水平不斷提高，智能計(jì)量新設(shè)備作用日益顯著的。農(nóng)村電網(wǎng)的智能化建設(shè)是一個(gè)長期過程，智能計(jì)量作為其中重要的一部分，對(duì)此需做到的是實(shí)事求是、因地制宜的逐步落實(shí)相關(guān)建設(shè)工作，不斷提高農(nóng)網(wǎng)的信息化、智能化、數(shù)字化水平，推動(dòng)智能配電臺(tái)區(qū)建設(shè)工作的持續(xù)落地。