電網智能臺區綜合控制系統建設研究

李文濤

摘要：隨著農網改造工程的繼續進行和智能電網技術的開發研究，智能臺區得到關注及應用。針對農村“低電壓”、臺區線損高、臺區三相不平衡嚴重等問題，建立一個全面數字化的低壓智能臺區管理系統，為電網的可靠、經濟、穩定運行提供了保障。

關鍵詞：智能臺區；綜合控制；變電站；GIS

中圖分類號：TM421 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）08-0033-02

為了實現與國家電網公司提出的智能電網建設標準相接近，對智能臺區的研究和應用具有非常重要的技術價值和現實意義。智能臺區系統通過先進的計算機技術及通訊技術，輔之以一定的硬件設備，幫助企業建立一個臺區綜合監測平臺，積累大量的監測數據；并結合低壓GIS實現對臺區的低電壓綜合分析、線損分相計算與分析、綜合降損自動分析、單相負荷接入相別分析、三相不平衡分析等高級功能，幫助實現臺區精益化及智能化管理。系統還可以兼容臺區綜合控制器，使原本彼此之間沒有通訊獨立運行的設備之間不再孤立，而是一個各部分協同發揮最大作用的有機整體，避免臺區設備疊加作用。

1 總體思路

針對農村“低電壓”、臺區線損高、臺區三相不平衡嚴重等問題，需要建立一個全面數字化的低壓智能臺區管理系統。而要實現智能臺區管理就需要對低壓臺區運行狀況進行綜合監測，首先要實現的就是對臺區基礎數據和運行數據的全面、詳細、實時的采集，然后利用運行數據和基礎數據，對臺區運行狀況進行有效的、全面的、深入的分析，之后再依據分析結果對低壓臺區存在的問題進行綜合治理，從而提高低壓臺區的綜合管理水平。

項目研究思路如下：1） 研究線損分相線理論計算，模擬計算降損方案降低線損的幅度；2） 結合大量的監測數據，完成低壓臺區“低電壓”狀態多種并存條件的綜合智能分析，找到導致“低電壓”的根本原因，并給出合理的調壓建議；3） 從三相不平衡產生的原因及接線方式影響線損的程度來建立負荷管理模型，為業擴報裝、三相不平衡調整提供依據；4） 實現“臺區—低壓線路—低壓用戶”綜合管理。

2 系統最終目標

智能臺區綜合控制系統的建立是電網發展的必然，其目標是改善用戶電壓質量，實現低壓臺區的高度監測及控制，將“臺區”“低壓線路”“低壓用戶”這3個環節統一規劃、統一建設，實現對低壓臺區各項業務的綜合管理，提高用戶滿意度及服務社會主義新農村建設的供電能力。

智能臺區綜合控制系統旨在解決目前低壓電網存在的如下問題：1） 隨著生活水平的改善，居民用電量增多，其所占總負荷的比例增加，同時對電能質量的要求也越來越高，導致個別臺區在用電高峰區間的電壓值偏低，影響正常的用電需求。2） 供電公司在進行電網建設和改造的過程中，對居民用電情況、負荷分布情況及三相不平衡情況要盡量做到準確，即進行科學的規劃，保證電能質量。3） 低電壓網絡由于其用戶分散，網絡損耗及臺區損耗都比較大，要求對線損的計算更加精細化。4） 將臺區獨立運行的設備統一管理、綜合分析，找到臺區的問題所在。

3 系統硬件設備

智能臺區綜合控制系統可兼容管理的硬件設備有：臺區綜合控制器（具備數據上傳及通訊功能），電能表及電表集中器（具備數據上傳及通訊功能），有載調壓/調容變壓器（具備數據上傳及通訊功能），無功補償裝置（具備數據上傳及通訊功能），三相不平衡調整裝置（具備數據上傳及通訊功能），電壓監測儀。

4 系統基本功能

1） 基礎服務及數據展示。此項功能主要是系統的整體框架結構設計，通過不同的界面完成數據的展現、告警、監測等過程，或者通過圖形、表格、曲線表示出來并進行統計分析。

2） 高級分析。在基礎數據的層面上，進一步對大量的實時數據完成相關的功能及過程分析，包括低電壓情況、網絡損耗等。

5 關鍵技術支撐

1） 實現了三相四線制分相線計算理論線損及線路上的電壓降計算。

2） 通過智能分析方法，準確提供三相不平衡情況下單相負荷調相方案，為低電壓改造及業擴等工程提供智能化管理的理論基礎。

3） 仿真模擬計算各種降損優化方案（如更換導線、三相不平衡調整、調變壓器分接頭、無功投切等方案）對線損及變損的影響，為工程實施提供優選方案。

6 系統結構

系統總體結構如圖1所示。

7 遼陽縣供電分公司項目應用情況

遼陽縣在落實國網公司《關于綜合治理農村“低電壓”問題的工作意見》要求的大環境下，共改造了32個臺區，側重于“低電壓”治理。

7.1 硬件設備組成

硬件設備包括：開放了電壓監測功能的電能表及集中器，無功補償自動投切裝置，三相不平衡調整自動投切裝置，電壓監測儀。系統功能分配如圖2所示。

7.2 項目應用效果

項目取得如下成效：1） “低電壓”現象有了顯著改善，最低電壓由155 V提高到210 V，綜合供電電壓合格率≥98%，D類電壓合格率≥96%。2） 32個試點臺區內所有用戶智能監測電表更換率達到100%。3） 用戶電壓循環采集率達到了100%。4） “低電壓”情況的投訴事件減少。5） 建立了電壓監測平臺，完成了32個臺區電壓綜合監測的全面覆蓋。6） 建立了低壓臺區的GIS數據庫，為綜合管理與分析“低電壓”情況提供了數據基礎。

8 結語

總體來說，智能臺區綜合控制系統完成了對“低電壓”數據庫的建設與分析，并輔助以低電壓報警記錄，實現對地點和時間的記錄，并能夠對低電壓做進一步的分析，為整改意見及措施提供可靠的數據支持。

參考文獻

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Abstract： Along with the continuation of upgrading of rural power grid project and development and research on intelligent grid， intelligent area has been paid attention to and applied. To the problems such as "low voltage" in rural areas， high area line loss and the area serious unbalanced three-phase， a intelligent area management system with total digitalization in low voltage was established. The system provided guarantee that the grid operated reliably， economically and stably.

Key words： intelligent area； integrated control； transformer substation； GIS