鄭州配電網(wǎng)智能化綜合管理系統(tǒng)
一、項(xiàng)目概況
該項(xiàng)目根據(jù)河南省公司批復(fù)的研制計(jì)劃和本公司與鄭州供電公司簽署的“科技項(xiàng)目”合同，在本公司現(xiàn)有的無功補(bǔ)償及配電測控裝置的基礎(chǔ)上不斷完善、綜合設(shè)計(jì)研發(fā)出來的一套基于配電系統(tǒng)線路補(bǔ)償和變壓器監(jiān)測測控的遠(yuǎn)程配電網(wǎng)智能化綜合管理應(yīng)用系統(tǒng)。
配電網(wǎng)智能化綜合管理系統(tǒng)，以智能配電設(shè)備及無功補(bǔ)償設(shè)備為基礎(chǔ)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、無線通訊技術(shù)以及先進(jìn)的軟件，對配電網(wǎng)進(jìn)行在線和離線的智能化監(jiān)控與管理，通過遠(yuǎn)距離在線監(jiān)控硬件設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，科學(xué)合理地調(diào)配，充分發(fā)揮這些硬件設(shè)施的作用。
該系統(tǒng)主要用于高壓10KV運(yùn)行系統(tǒng)和低壓0.4KV配網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)配電線路及配電網(wǎng)中電力變壓器的運(yùn)行狀態(tài)和無功補(bǔ)償控制的工作狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，采集配電線路及配電變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)和無功補(bǔ)償控制裝置的有關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)時掌握配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，配電變壓器的負(fù)荷變化情況，實(shí)時計(jì)算電網(wǎng)線損功率的在線監(jiān)測，為科學(xué)管理配電線路的運(yùn)行狀態(tài)提供先進(jìn)的技術(shù)手段。對于安裝比較分散的TTU，本系統(tǒng)使用GPRS通信方式。該系統(tǒng)使用中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)，費(fèi)用低廉、維護(hù)性好，且安裝簡單。GPRS通信方式對于實(shí)時性要求不高的配電設(shè)備來講，是一種性價(jià)比較高的通信方案。
二、設(shè)計(jì)原則
本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了終端設(shè)備和系統(tǒng)方案的有機(jī)結(jié)合，以智能配電設(shè)備及無功補(bǔ)償設(shè)備為基礎(chǔ)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)以及無線通訊技術(shù)、大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)、WEB技術(shù)于一體，對配電網(wǎng)進(jìn)行在線和離線的智能化監(jiān)控與管理
在項(xiàng)目研制中，采用了系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思想，通過分層、分布、開放型結(jié)構(gòu)，充分考慮了系統(tǒng)功能的全面性、實(shí)用性、兼容性和可擴(kuò)展性，集現(xiàn)代測量技術(shù)、自動控制技術(shù)、無線通訊技術(shù)、自動識別技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大型數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)等多項(xiàng)高新技術(shù)于一體，具有“實(shí)時監(jiān)測、動態(tài)補(bǔ)償、遠(yuǎn)程控制、無線傳輸、故障定位、負(fù)荷分析、線損計(jì)算、輔助決策”的特點(diǎn)。
三、系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)使用了科學(xué)合理和健康的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：
1）由系統(tǒng)監(jiān)控中心完成后臺信息的采集和處理，由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、Internet接入服務(wù)、無線通信系統(tǒng)構(gòu)成；根據(jù)需要，以及基于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)主流技術(shù)發(fā)展的趨勢，選擇光纖寬帶構(gòu)成Internet接入，構(gòu)建“配電網(wǎng)智能化綜合管理系統(tǒng)”的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺。
2）由通信子站完成終端與系統(tǒng)監(jiān)控中心通信系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，通過無線公網(wǎng)、通訊模塊及通訊接入單元（SIM卡）構(gòu)成；
3）由測控終端完成對系統(tǒng)內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)（包括高壓線路及配電變壓器）的信號監(jiān)測、無功補(bǔ)償控制及數(shù)據(jù)存儲；高低壓測控終端分別使用高壓控制器和智能型配電測控終端；
四、系統(tǒng)主要功能及性能
本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：
1)高壓10KV和低壓0.4KV配電線路及配電變壓器運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測；
2)無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測；
3)電網(wǎng)線損功率的在線計(jì)算監(jiān)測；
4)設(shè)備故障自動定位；
5)負(fù)荷分析報(bào)警；
6)供電質(zhì)量分析；
7)線路線損統(tǒng)計(jì)等功能。
五、運(yùn)行情況及效果
從2008年起，隨著項(xiàng)目的實(shí)施，在鄭東新區(qū)的黃崗廟線安裝了9臺裝置，其中1臺高壓，8臺低壓；在祭黃線安裝了12臺裝置，其中1臺高壓，11臺低壓。運(yùn)行半年多以來，情況基本如下：
1)系統(tǒng)大大的減輕了工作人員的勞動強(qiáng)度。
系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)省了大量的人力、物力、相信隨著該裝置的繼續(xù)配配置，將大大提高工作效率，減輕了工作人員的勞動強(qiáng)度。使廣大電力職工的時間可以用在更需要的地方，提高工作質(zhì)量。
2)系統(tǒng)大大提高了信息化和自動化水平
系統(tǒng)運(yùn)行合配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償可以完全自動實(shí)現(xiàn)，不再需要人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)及時準(zhǔn)確補(bǔ)償，大大提高了自動化水平。
現(xiàn)在，實(shí)時在線的數(shù)據(jù)傳輸使大量規(guī)范的海量數(shù)據(jù)采集成為現(xiàn)實(shí)，在這個基礎(chǔ)上，配電網(wǎng)管理的信息化成為可能，大量數(shù)據(jù)的實(shí)時在線傳輸和基于數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)分析提取技術(shù)，可以有力地增強(qiáng)電網(wǎng)管理的信息化水平，使對配電網(wǎng)的認(rèn)識提高到一個新的水平，大量有價(jià)值圖表的生成和數(shù)據(jù)挖掘可以提高管理人員的認(rèn)識水平，加深對配電網(wǎng)運(yùn)行的認(rèn)識。
3)系統(tǒng)為配電網(wǎng)優(yōu)化配置提供了方向和依據(jù)
系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對配變的各運(yùn)行參數(shù)的在線實(shí)時監(jiān)測，從而為發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)的運(yùn)行模式和問題提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
通過對該系統(tǒng)獲得的配變負(fù)荷信息進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)存在個別變壓器空載，以及一些變壓器超載的情況，對于空載的情況，我們轉(zhuǎn)移一部分負(fù)荷過來，提高設(shè)備的利用率。對于過負(fù)荷的情況，根據(jù)情況我們采取，轉(zhuǎn)移部分負(fù)荷，或者增加變壓容量，新架變壓器以緩解壓力。
在運(yùn)行中，我們對配變的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，多次發(fā)現(xiàn)了個別變壓器三相負(fù)荷分配嚴(yán)重不平均，導(dǎo)致零序電流過高，提醒需要調(diào)整負(fù)荷在三相之間的分配，改善三相不平衡程度。
該裝置記錄的停電、缺相等信息，為線路或變壓器故障的判斷，提供了參考數(shù)據(jù)。通過該裝置及時傳回的數(shù)據(jù)，我們通過詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，對我們及時準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)配變運(yùn)行時存在的問題并作出相應(yīng)的解決，提供了詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持。
4)是監(jiān)測和改善電能質(zhì)量的有力手段
系統(tǒng)運(yùn)行可以實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的及時報(bào)告，系統(tǒng)可以對任意配電點(diǎn)的電能質(zhì)量提取報(bào)告，包括功率因數(shù)水平、電壓合格率、諧波水平等。
通過無功補(bǔ)償，系統(tǒng)直接提高補(bǔ)償點(diǎn)的功率因數(shù)。
通過無功補(bǔ)償，系統(tǒng)降低流過線路的無功電流，從而降低電壓損耗，提高電壓合格率。
通過諧波的測量報(bào)警，系統(tǒng)提醒管理者加強(qiáng)對用戶的監(jiān)管，降低諧波水平。
系統(tǒng)為進(jìn)行諧波治理欲留了控制接口，可以在進(jìn)行一段時間的監(jiān)測后進(jìn)行電抗器的設(shè)計(jì)和工程安裝，為最后消除諧 波準(zhǔn)備了條件。
5)是進(jìn)行線損分析改進(jìn)線損管理的有力工具
基于大量包括有功功率、無功功率、有功電度、無功電度的數(shù)據(jù)的測量和獲取，系統(tǒng)具備對配電拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上各點(diǎn)進(jìn)行線損及時計(jì)算分析的能力。在一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)定義的條件下，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)線損的實(shí)時計(jì)算和報(bào)警。
6)該系統(tǒng)功能完善、軟件技術(shù)先進(jìn)、直觀清晰、操作方面、擴(kuò)展性強(qiáng)，裝置設(shè)計(jì)合理，安裝簡單易行，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，在配電網(wǎng)線路實(shí)際管理中發(fā)揮了不可缺少的重要作用，具有更大的推廣價(jià)值和空間。
附圖
