智能電網(wǎng)配網(wǎng)管理系統(tǒng)

賴敏軍

【摘 要】當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)正處于高速發(fā)展時(shí)期，人們對(duì)電力的依賴性越來越強(qiáng)，對(duì)可靠供電也提出了越來越高的要求。本文從供電企業(yè)配電網(wǎng)現(xiàn)狀入手，簡(jiǎn)要介紹了配網(wǎng)智能管理系統(tǒng)的功能、應(yīng)用及效益。

【關(guān)鍵詞】智能管理;數(shù)據(jù)采集;無線通訊;經(jīng)濟(jì)效益

1 基本情況分析

多年來，傳統(tǒng)配電網(wǎng)的運(yùn)行管理均大量依靠人工，如分合閘操作、電能數(shù)據(jù)的采集、配電變壓器三相負(fù)荷不平衡度的檢測(cè)等，都要通過數(shù)名供電員工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，缺乏實(shí)時(shí)性。因此，為進(jìn)一步提升配網(wǎng)運(yùn)行管理水平，供電企業(yè)有必要依托現(xiàn)代化的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，通過采用先進(jìn)的傳感器、計(jì)量表、數(shù)字控件和綜合分析軟件，來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控電網(wǎng)、優(yōu)化電網(wǎng)性能、防止斷電、快速恢復(fù)送電等一系列功能。

2 配電網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)

基于對(duì)配電網(wǎng)歷史、現(xiàn)狀和規(guī)劃管理等功能的透徹分析，利用電力公司現(xiàn)有和將來的數(shù)據(jù)資源，通過合理整合現(xiàn)有配網(wǎng)管理各信息系統(tǒng)，研究開發(fā)城區(qū)配電網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)各級(jí)配電網(wǎng)分析、運(yùn)行、評(píng)估、規(guī)劃等的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理。

2.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要分為3個(gè)層次

2.1.1 基礎(chǔ)信息系統(tǒng)層

該層中，GIS、MIS 及一些運(yùn)行管理系統(tǒng)如 SCADA/EMS 等，為電力公司現(xiàn)有信息系統(tǒng)。本項(xiàng)目深入研究、充分挖掘這些系統(tǒng)的潛力，界定各系統(tǒng)所能提供的有效數(shù)據(jù)范圍，為配網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)的搭建和高級(jí)輔助決策功能的實(shí)現(xiàn)做好鋪墊工作。

2.1.2 配網(wǎng)分析數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)層

該層主要包括配網(wǎng)分析數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（DA-DMS），它是底層信息系統(tǒng)與高層輔助決策系統(tǒng)之間的紐帶。采用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)搭建此數(shù)據(jù)平臺(tái)，使其既可適應(yīng)配電網(wǎng)存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)的要求，又可保證配電運(yùn)行數(shù)據(jù)的一致性。配網(wǎng)分析數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于如下考慮：

（1）建立底層信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聯(lián)系與共享標(biāo)準(zhǔn)通過配網(wǎng)分析數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)開發(fā)和應(yīng)用，結(jié)合電力公司配電網(wǎng)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及配電網(wǎng)公用信息模型（CIM），將形成有關(guān)配網(wǎng)數(shù)據(jù)管理與信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享機(jī)制方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（2）對(duì)底層實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、歸納和管理配網(wǎng)分析數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要通過接口從外部各類數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲得。數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)分層管理，方便提取和分析，并更加全面地包含各級(jí)電網(wǎng)、各類電網(wǎng)設(shè)備信息。

2.1.3 高級(jí)輔助決策系統(tǒng)層

該層主要包含對(duì)現(xiàn)狀各級(jí)網(wǎng)絡(luò)供電能力、存在問題的評(píng)估，對(duì)近期電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目的輔助計(jì)劃與決策，并基于此對(duì)現(xiàn)狀、近期、中期和遠(yuǎn)景的配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃等，形成相互關(guān)聯(lián)的功能模塊，未來還可按需逐步擴(kuò)展其他高層應(yīng)用系統(tǒng)。高級(jí)輔助決策系統(tǒng)的建立是基于底層信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)特別是包含地理信息數(shù)據(jù)的GIS數(shù)據(jù)。

2.2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

在建立配電網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)的過程中，主要有兩大技術(shù)難題：如何統(tǒng)一底層數(shù)據(jù)接口以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層管理，以及通過何種高級(jí)分析系統(tǒng)使電力公司真正掌握電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況。

2.2.1 基于配電CIM的數(shù)據(jù)管理

自國(guó)際電工委員會(huì) IEC 組織制定電力系統(tǒng)方面的公用信息模型標(biāo)準(zhǔn)以來，描述輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的 IEC61970 目前已發(fā)布，而針對(duì)配電的IEC61968尚未完成。因此，系統(tǒng)先擴(kuò)展配電 CIM，再基于CIM對(duì)于元件接口的描述建立配網(wǎng)分析數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，而后提出基于 CIM的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換載體，最后編寫程序?qū)崿F(xiàn)接口文件與內(nèi)部數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)導(dǎo)入。

2.2.2 基于評(píng)估和優(yōu)化的高級(jí)分析系統(tǒng)

高級(jí)分析系統(tǒng)主要側(cè)重于宏觀指導(dǎo)電網(wǎng)，因此現(xiàn)階段只實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的評(píng)估和優(yōu)化，未來根據(jù)需要可進(jìn)行擴(kuò)展。以往的配電網(wǎng)評(píng)估優(yōu)化多是從定性的角度上進(jìn)行，定量評(píng)估指標(biāo)很少，本系統(tǒng)在配電網(wǎng)綜合評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上，對(duì)配網(wǎng)電源、配網(wǎng)設(shè)備及結(jié)構(gòu)、配網(wǎng)運(yùn)行、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、設(shè)備維護(hù)與管理等 5個(gè)方面分別進(jìn)行評(píng)估打分，最后形成整個(gè)電網(wǎng)的綜合評(píng)價(jià)，找出電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，給出解決方案。

系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上分為 2個(gè)子系統(tǒng)，即工程師子系統(tǒng)和管理機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)。基于此，完成評(píng)估和近期規(guī)劃的典型流程為：（1）管理機(jī)構(gòu)人員通過管理機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)下達(dá)評(píng)估和近期規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn);（2）各供電公司工程師利用工程師子系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估和近期規(guī)劃，生成相應(yīng)結(jié)果，具體包括：導(dǎo)入外部數(shù)據(jù)源各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，完成導(dǎo)入數(shù)據(jù)（生數(shù)據(jù)）的校驗(yàn)修復(fù)，校驗(yàn)修復(fù)后的數(shù)據(jù)，進(jìn)行現(xiàn)狀電網(wǎng)評(píng)估，計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)，依據(jù)管理機(jī)構(gòu)下達(dá)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)，輸出評(píng)估所需圖表，評(píng)估結(jié)果上傳發(fā)布（項(xiàng)目結(jié)束后完善）;（3）數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)將上傳到服務(wù)器上的各類數(shù)據(jù)，以圖形或圖表的形式在網(wǎng)上發(fā)布出來，供授權(quán)用戶瀏覽和下載。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

1、配網(wǎng)智能管理系統(tǒng)通過對(duì)各種電力設(shè)備實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，逐步擺脫了長(zhǎng)期人工設(shè)備巡查、數(shù)據(jù)采集的落后局面，做到了數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)、高效、準(zhǔn)確、可靠，大大提高了配網(wǎng)管理的安全性和經(jīng)濟(jì)性，為實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)管理數(shù)字化、信息化和現(xiàn)代化開創(chuàng)了一條新路。

2、隨著電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化程度的提高，對(duì)各種電力設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)費(fèi)、對(duì)客戶用電情況進(jìn)行全天候監(jiān)視的必要措施。針對(duì)以前某些負(fù)控系統(tǒng)通訊能力差、功能不能滿足現(xiàn)在的計(jì)費(fèi)、供電可靠性統(tǒng)計(jì)等配網(wǎng)管理的要求，基于GPRS的配網(wǎng)智能管理系統(tǒng)的開發(fā)有重要的意義。

3、配網(wǎng)智能管理系統(tǒng)的投入運(yùn)行，節(jié)省了管理成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益。預(yù)計(jì)年減少人工支出10萬元，減少因偷電漏電而造成的損失達(dá)25萬元，按照系統(tǒng)正常運(yùn)行10年計(jì)算，投入產(chǎn)出比達(dá)1：4。

4、配網(wǎng)智能管理系統(tǒng)的建成，其重要的意義和產(chǎn)生的社會(huì)效益在于對(duì)中小用戶的用電管理水平上一個(gè)臺(tái)階，防止了設(shè)備管理上的漏洞，減少了停電現(xiàn)象，提高了供電可靠率，有效的防止了有損供電企業(yè)形象的事情發(fā)生，提高了配網(wǎng)管理水平，減少了因人工抄表誤差而帶來的電量誤差，保證了電量信息的準(zhǔn)確可靠。該套系統(tǒng)每天抄取電量并進(jìn)行分析，對(duì)用電異常情況進(jìn)行提示，有效的防止偷漏電的情況發(fā)生，規(guī)范了配網(wǎng)用戶的用電管理。提高了管理水平。

4 結(jié)語

配網(wǎng)自動(dòng)化終端在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中是一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，它直接采集現(xiàn)場(chǎng)一二次設(shè)備的信號(hào)參數(shù)，它的穩(wěn)定與否，關(guān)系到系統(tǒng)的信息來源準(zhǔn)確度，因此全面、深入、仔細(xì)地研討配電終端的有關(guān)技術(shù)參數(shù)等內(nèi)容，進(jìn)而將配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行解剖，并加以深入分析和研究，對(duì)于配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)是至關(guān)重要的。

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（作者單位：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州梅縣供電局）