適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施體現(xiàn)

摘 要：隨著我國用電需求的不斷上升，我國供電企業(yè)面臨的供電壓力越來越大。智能電網(wǎng)可以很好地緩解目前供電企業(yè)的供電壓力，在我國得到了廣泛應(yīng)用。適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施也逐漸被人們所關(guān)注，文章從計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的具體實(shí)施方案進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)；實(shí)施體現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）12-0023-02

當(dāng)前隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的用電需求進(jìn)一步加大，供電企業(yè)面臨的供電壓力也隨之變大。為了解決這些問題，許多企業(yè)都實(shí)行了電網(wǎng)的智能化，這在很大程度上緩解了供電企業(yè)的供電壓力。通過近些年的發(fā)展，適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)逐漸出現(xiàn)，從而可以更好地實(shí)現(xiàn)供電目標(biāo)。以下筆者將從智能電網(wǎng)的架構(gòu)開始探討。

1 智能電網(wǎng)及計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)概述

1.1 智能電網(wǎng)概述

智能電網(wǎng)（smart power grids），顧名思義，就是指電網(wǎng)的智能化，也經(jīng)常被稱作“電網(wǎng)2.0”。具體來說，智能電網(wǎng)是建立在通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的一種基礎(chǔ)技術(shù)，其可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、測量技術(shù)和傳感技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)來完成電力供應(yīng)的決策支持，從而實(shí)現(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)的安全、高效運(yùn)行。智能電網(wǎng)其自主恢復(fù)能力較強(qiáng)，且能很好地防止外部病毒的供給，可以允許各種不同發(fā)電形式的接入，以更好地滿足供電需求。

1.2 計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)概述

就目前來看，分布式發(fā)電由于其技術(shù)優(yōu)勢(shì)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和環(huán)境優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于供電系統(tǒng)中。為了適應(yīng)供電系統(tǒng)的新形勢(shì)，新型的、適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)開始在我國出現(xiàn)。計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)也可稱為MAS（metering automantic sustem），是一種可以對(duì)公變、專變、電廠、低壓用戶、變電站等發(fā)電側(cè)、配電側(cè)、售電側(cè)以及供電測等書籍進(jìn)行采集、檢測和分析的大型綜合系統(tǒng)。一般來說計(jì)量自動(dòng)系統(tǒng)是由通信通道、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)主站、計(jì)量自動(dòng)化終端等組成，其主要功能模塊有四個(gè)，分別為負(fù)荷管理、低壓集抄、計(jì)量遙測和配變檢測。其中計(jì)量自動(dòng)化主站是整個(gè)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的控制和信息采集中心，其可以支持各類計(jì)量自動(dòng)化終端的接入，然后通過通信通道來對(duì)計(jì)量自動(dòng)化終端進(jìn)行控制，其還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，便于供電決策；通信通道則是指計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)主站控制計(jì)量自動(dòng)化終端起著數(shù)據(jù)傳輸作用的介質(zhì)，其主要有專線、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、電話撥號(hào)、無線上網(wǎng)等；計(jì)量自動(dòng)化終端是指進(jìn)行計(jì)量電能信息數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)管理或者執(zhí)行控制命令的設(shè)備，主要可分為低壓集中抄表終端、能量采集終端、配變檢測計(jì)量終端和負(fù)荷管理終端等幾種類型。如圖1所示，是未來的智能電網(wǎng)構(gòu)想圖。

2 適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施體現(xiàn)

就目前來看，許多供電企業(yè)建立了適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以滿足分布式能源營銷業(yè)務(wù)和其他計(jì)量業(yè)務(wù)管理，本文以某地適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)為依據(jù)，對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行分析。

2.1 功能的部署

適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)管理中心、計(jì)量應(yīng)用中心、發(fā)電業(yè)務(wù)中心和運(yùn)維監(jiān)控中心四個(gè)部分組成。其中，數(shù)據(jù)管理中心負(fù)責(zé)異常數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)的監(jiān)測和分析、數(shù)據(jù)的審核和發(fā)布、考核指標(biāo)的監(jiān)測、電能數(shù)據(jù)的綜合展現(xiàn)和報(bào)表功能等；計(jì)量應(yīng)用中心的主要功能有電量的分析、異常用電的分析、負(fù)荷的分析、優(yōu)質(zhì)用電的分析、主網(wǎng)圖形電量的展示、計(jì)量設(shè)備使用狀況分析、線損四分分析、供電和售電統(tǒng)計(jì)、重要客戶的停電監(jiān)測、負(fù)荷管理、錯(cuò)峰管理、停電時(shí)間和可靠性分析、預(yù)購電管理、停電和復(fù)電管理等；發(fā)電業(yè)務(wù)中心的任務(wù)主要包括計(jì)量業(yè)務(wù)處理、電廠電量的統(tǒng)計(jì)、上網(wǎng)電量的監(jiān)測和分析、遠(yuǎn)程管理、裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)、下網(wǎng)電量的監(jiān)測和分析、智能小區(qū)、供電質(zhì)量的分析、并離網(wǎng)時(shí)間等；運(yùn)維監(jiān)控中下的主要功能包括終端設(shè)備的升級(jí)、系統(tǒng)的管理、系統(tǒng)時(shí)間的校對(duì)、數(shù)據(jù)模型的管理、參數(shù)的設(shè)置、規(guī)則庫的管理、系統(tǒng)的管理和控制、終端運(yùn)維、檔案管理、抄表監(jiān)測、事件監(jiān)測和運(yùn)行狀況的監(jiān)測等。

就目前來看，適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)主站的業(yè)務(wù)功能都集中在安全I(xiàn)I區(qū)和安全I(xiàn)II區(qū)，其主要運(yùn)用了GPRS通道數(shù)據(jù)采集功能、Web的應(yīng)用功能，其中廠站的遙測數(shù)據(jù)采集則部署在安全I(xiàn)I區(qū)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理和計(jì)算服務(wù)、外部的接口服務(wù)都部署在安全I(xiàn)II區(qū)。具體功能部署如下：

①將遙測數(shù)據(jù)采集服務(wù)布置在安全I(xiàn)I區(qū)是考慮到計(jì)量數(shù)據(jù)會(huì)通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行傳輸這個(gè)因素，將其布置在安全I(xiàn)I區(qū)可以很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)遙測終端數(shù)據(jù)比如大電廠、變電站等的遠(yuǎn)程抄表，從而完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

②大用戶、低壓集抄采集、配變臺(tái)區(qū)等數(shù)據(jù)的傳輸主要是通過GPRS通信方式來進(jìn)行的，因此將這些用戶數(shù)據(jù)的采集服務(wù)布置在安全I(xiàn)II區(qū)。此外，還需將數(shù)據(jù)庫服務(wù)部署在安全I(xiàn)II區(qū)，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)、電能量數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)計(jì)量數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)，這不僅可以讓主站系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的訪問，而且可以與第三方業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

③安全I(xiàn)II區(qū)還具備了系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)、信息基礎(chǔ)平臺(tái)和數(shù)據(jù)計(jì)算服務(wù)等功能，系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能在安全I(xiàn)II區(qū)可以很好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心功能、采集中心功能、管理中心功能以及應(yīng)用中心功能的目標(biāo)；而信息集成平臺(tái)在安全I(xiàn)II區(qū)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)主站和第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享；數(shù)據(jù)計(jì)量服務(wù)在安全I(xiàn)II區(qū)的布置可以實(shí)現(xiàn)各種電量數(shù)據(jù)和線損數(shù)據(jù)的疊加計(jì)算以及計(jì)量點(diǎn)能量數(shù)據(jù)的計(jì)算等功能。安全I(xiàn)I區(qū)和安全三區(qū)的具體功能布置如圖2所示。

2.2 發(fā)電并網(wǎng)和離網(wǎng)的時(shí)間統(tǒng)計(jì)

一般來說，分布式電源并網(wǎng)要在故障后切除異步發(fā)電機(jī)，因?yàn)楝F(xiàn)有配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)難以保證故障后異步發(fā)電機(jī)可以恢復(fù)。針對(duì)這種情況，適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該具有離網(wǎng)和并網(wǎng)的自動(dòng)時(shí)間統(tǒng)計(jì)邏輯判斷標(biāo)準(zhǔn)。其一般的判斷步驟為：

①計(jì)量自動(dòng)化主站將從終端采集到的信息予以實(shí)時(shí)上報(bào)，并自動(dòng)判斷告警時(shí)刻和主站時(shí)間的偏差，若偏差過大，則應(yīng)當(dāng)對(duì)告警時(shí)刻進(jìn)行修正。

②告警事件的過濾。每日凌晨對(duì)前一天的告警事件進(jìn)行過濾，從中提取出有用信息，同時(shí)對(duì)下一時(shí)刻點(diǎn)進(jìn)行判斷。一般認(rèn)為數(shù)據(jù)無效、采集終端不在線以及電壓過低等并網(wǎng)告警屬于無效的并網(wǎng)告警，而采集終端在線、電壓等數(shù)據(jù)在正常范圍之內(nèi)的離網(wǎng)告警屬于無效的離網(wǎng)告警。若是只有并網(wǎng)告警，沒有離網(wǎng)告警的話，則可從并網(wǎng)時(shí)間點(diǎn)往前推算出離網(wǎng)的時(shí)間點(diǎn)；若是只有離網(wǎng)告警，沒有并網(wǎng)告警，則可根據(jù)電流、電壓等運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，出現(xiàn)正常運(yùn)行數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)則為并網(wǎng)時(shí)間點(diǎn)。

③通過上述步驟判斷出離網(wǎng)或并網(wǎng)時(shí)間點(diǎn)后，就可以將過濾結(jié)果作為記錄輸出，然后由調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)。

3 結(jié) 語

隨著當(dāng)前電網(wǎng)智能化的不斷普及，如何研發(fā)適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)成為需要探索的課題。就目前來看，適應(yīng)智能電網(wǎng)的計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)管理中心、計(jì)量應(yīng)用中心、發(fā)電業(yè)務(wù)中心和運(yùn)維監(jiān)控中心等四個(gè)部分，通過計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，可以很好地促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展，這對(duì)于解決我國電力的供需矛盾問題具有重大意義。

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