基于計(jì)量自動(dòng)化的同期線損監(jiān)控和分析

李毅超

摘要：當(dāng)前我國(guó)電力系統(tǒng)的同期線損監(jiān)控與分析工作不到位，大大增加了企業(yè)生產(chǎn)成本，不利于其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。在此狀況下，本文首先對(duì)線損的含義及產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，其次探討了計(jì)量自動(dòng)化同期線損監(jiān)控存在的問(wèn)題，最后介紹了同期線損監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以提升配電網(wǎng)同期線損監(jiān)控水平，減少線損率，達(dá)到最終監(jiān)控目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：計(jì)量自動(dòng)化;同期線損;線損監(jiān)控;管理策略

隨著我國(guó)電力智能化技術(shù)的發(fā)展，電力數(shù)據(jù)的完整性和實(shí)時(shí)性大大提升，線損管理狀況得到改善，并建立了線損監(jiān)控系統(tǒng)，為電力企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。但與現(xiàn)實(shí)需求相比，電力企業(yè)同期線損監(jiān)控管理還存在一定的問(wèn)題，許多系統(tǒng)功能過(guò)于單一，分析能力較差，再加上各電力企業(yè)管理模式上的差異，增加了線損監(jiān)控的難度。基于計(jì)量自動(dòng)化如何做好同期線損監(jiān)控和分析，成為當(dāng)前許多電力企業(yè)發(fā)展的重要議題，只有做好同期線損監(jiān)控，才能充分發(fā)揮整個(gè)電力系統(tǒng)的價(jià)值，才能提高電力企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1線損的含義及產(chǎn)生原因

電能在電力系統(tǒng)的輸送過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一定的損耗，且損耗發(fā)生在電廠到用戶電表的各個(gè)線路上，這樣的電能損耗稱為線損。線損存在于整個(gè)輸電網(wǎng)絡(luò)，分為技術(shù)損耗和管理?yè)p耗，可以通過(guò)設(shè)備參數(shù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。線損一般分為理論線損、管理線損、統(tǒng)計(jì)線損等，如果電力企業(yè)不能對(duì)線損進(jìn)行有效控制，將會(huì)提高其自身的生產(chǎn)成本，不利于電力企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。因此我國(guó)各電力企業(yè)對(duì)線損監(jiān)控工作非常重視，并創(chuàng)新線損管理系統(tǒng)來(lái)降低線損率，以提升電能利用率。

線損產(chǎn)生的原因較多，且發(fā)生在輸、變、配各個(gè)環(huán)節(jié)，線路阻抗是導(dǎo)致輸電線路電能損耗的主要原因，并以熱能的形式散失在電介質(zhì)周圍。導(dǎo)致同期線損的原因主要有終端覆蓋不完全、數(shù)據(jù)采集不完整、電網(wǎng)運(yùn)行方式改變、雙電源設(shè)置不規(guī)范、線損排查異常等，具體見圖1。

2計(jì)量自動(dòng)化同期線損監(jiān)控存在的問(wèn)題

計(jì)量自動(dòng)化同期線損監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中由于技術(shù)水平較低，起整體線損計(jì)算效果、電量采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性并不理想，無(wú)法達(dá)到管理的最終目標(biāo)。尤其是在線損指標(biāo)以及線損數(shù)據(jù)失真，使得人為“調(diào)控”的結(jié)果無(wú)法真實(shí)反映線損狀況，給電力企業(yè)線損管理帶來(lái)諸多困難，也就不能幫助電力企業(yè)管理部門開展有效管理，影響電力企業(yè)的正常發(fā)展。因此，要對(duì)新技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，不斷做好信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等的運(yùn)用與拓展，增強(qiáng)計(jì)量自動(dòng)化同期線損監(jiān)控的智能化水平。

除此之外，計(jì)量自動(dòng)化同期線損監(jiān)控過(guò)程中未做好實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和系統(tǒng)模塊的融合也會(huì)造成管理問(wèn)題，導(dǎo)致線損監(jiān)控效果大打折扣。如在實(shí)際線損統(tǒng)計(jì)的過(guò)程中對(duì)監(jiān)控時(shí)間把握不到位，往往是以一個(gè)月為周期進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，造成對(duì)線損出現(xiàn)實(shí)際時(shí)間的判斷與線損控制效果受到嚴(yán)重影響。而在系統(tǒng)模塊中各單元缺乏實(shí)時(shí)信息交互，造成計(jì)量自動(dòng)化同期線損監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)出現(xiàn)“斷層”，也會(huì)在一定程度上影響線損控制效果。因此，要進(jìn)一步做好智能化系統(tǒng)的構(gòu)建，增強(qiáng)電力企業(yè)線損監(jiān)控信息監(jiān)控的集成度，將電量及線損數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計(jì)，并保持協(xié)同性，以確保線損監(jiān)控質(zhì)量。

3計(jì)量自動(dòng)化同期線損監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在對(duì)計(jì)量自動(dòng)化的同期線損監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要從電力企業(yè)的實(shí)際狀況出發(fā)，既要保持線損數(shù)據(jù)監(jiān)控的真實(shí)性，又要提升線損監(jiān)測(cè)的科學(xué)性，從而達(dá)到線損監(jiān)測(cè)目標(biāo)，為電力企業(yè)的發(fā)展提供有益幫助。尤其是近些年來(lái)，隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的逐步完善和發(fā)展，如何減少配電網(wǎng)線損問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化、規(guī)范化、技術(shù)化管理，成為電力企業(yè)管理工作的重中之重。

3.1總體架構(gòu)的設(shè)計(jì)

為了更好滿足電力系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)展需求，提升系統(tǒng)實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)能力，在對(duì)其總體架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮同期線損問(wèn)題，整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以由通信模塊、服務(wù)主站、存儲(chǔ)模塊和現(xiàn)場(chǎng)用戶終端構(gòu)成，并實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)間的信息交流，提升監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)性，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。總體架構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用SOA（Service Oriented Architecture），利用ESB（Enerprise Service Bus）服務(wù)總線做好與外部信息系統(tǒng)的交互約定（見圖2），不斷提升線損監(jiān)測(cè)的有效性，達(dá)到最終線損管理監(jiān)測(cè)目標(biāo)。

該系統(tǒng)中后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)主要由Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器以及后臺(tái)工作站組成，主要用于分析和管理相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)存在的問(wèn)題作出判斷。通常情況下，后臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊相對(duì)比較獨(dú)立，但是卻能夠統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)庫(kù)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，從而保證了系統(tǒng)監(jiān)控運(yùn)行的有效性，為電力企業(yè)同期線損監(jiān)管提供系統(tǒng)保障。此外，該系統(tǒng)還能夠結(jié)合用戶需求，將不同模塊集合在一個(gè)工作站或者分布在不同工作站中，確保了系統(tǒng)的靈活性，擴(kuò)大了監(jiān)測(cè)的范圍。

在通訊模塊結(jié)構(gòu)上，采用CPRS專網(wǎng)和230M專網(wǎng)來(lái)對(duì)計(jì)量模塊和通信測(cè)試進(jìn)行服務(wù)，并完成對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試、數(shù)據(jù)的傳輸?shù)龋愿貌杉瘮?shù)據(jù)樣本，為線損監(jiān)測(cè)工作提供準(zhǔn)確依據(jù)，達(dá)到同期線損監(jiān)測(cè)目標(biāo)。在同期線損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，EBS總線可以為計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)發(fā)送電能數(shù)據(jù)、采集統(tǒng)計(jì)量，并將相關(guān)結(jié)果傳回監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為監(jiān)測(cè)人員后續(xù)工作的開展奠定良好基礎(chǔ)。因此同期線損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)具有較好的靈活性和較強(qiáng)的兼容性，能夠根據(jù)實(shí)際需求來(lái)增加或減少服務(wù)模塊，滿足電力企業(yè)的實(shí)際監(jiān)測(cè)要求，提升同期線損監(jiān)測(cè)的有效性。

3.2系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)

在對(duì)電力企業(yè)同期線損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要遵循一定的原則，這樣才能確保設(shè)計(jì)的科學(xué)性和有效性，才能充分發(fā)揮系統(tǒng)功能，達(dá)到同期線損監(jiān)測(cè)目的。一般情況下，在對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以按照邏輯功能劃分為數(shù)據(jù)采集功能、數(shù)據(jù)傳輸功能、數(shù)據(jù)處理功能以及業(yè)務(wù)應(yīng)用功能等，比設(shè)置對(duì)外調(diào)用接口，實(shí)現(xiàn)與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。

在數(shù)據(jù)采集功能中，主要發(fā)揮其現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的作用，最大限度保障數(shù)據(jù)的真實(shí)性、有效性和完整性，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行初步篩選，剔除無(wú)用、無(wú)效數(shù)據(jù)，為后續(xù)線損監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析提供科學(xué)依據(jù)。數(shù)據(jù)采集功能還可以做到自動(dòng)采集、定期采集，一旦發(fā)現(xiàn)異常能夠?qū)崟r(shí)報(bào)警，以確保電壓、電流、諧波監(jiān)測(cè)，幫助監(jiān)測(cè)人員找到應(yīng)對(duì)策略，減少線損率，推動(dòng)電力企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。數(shù)據(jù)傳輸功能則采用專用信道來(lái)進(jìn)行，確保信息傳輸質(zhì)量、傳輸效率。數(shù)據(jù)處理可以對(duì)統(tǒng)計(jì)報(bào)表、線損管理相關(guān)信息進(jìn)行規(guī)范化管理，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后能夠及時(shí)解決，從而降低維護(hù)成本，提高電力企業(yè)應(yīng)對(duì)問(wèn)題的能力，減少配電網(wǎng)的同期線損。

3.3軟件架構(gòu)的設(shè)計(jì)

在配電網(wǎng)同期線損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)極為重要，其中線損分析模塊中可以分為用戶管理入口、服務(wù)組件適配器、數(shù)據(jù)總線以及外部數(shù)據(jù)接口及相關(guān)通訊協(xié)議。服務(wù)組件適配器包括線損計(jì)算結(jié)果顯示、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行結(jié)果分析、三相負(fù)荷不平衡分析、配變調(diào)串分析、母線補(bǔ)平衡分析、線損綜合分析、線損對(duì)比分析、線損率指標(biāo)月報(bào)等內(nèi)容;數(shù)據(jù)總線包括內(nèi)部數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)采集內(nèi)容;外部數(shù)據(jù)接口及相關(guān)通訊協(xié)議包括營(yíng)銷基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、營(yíng)銷發(fā)行數(shù)據(jù)、營(yíng)銷業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等。在該軟件架構(gòu)的設(shè)計(jì)中，監(jiān)管人員可以實(shí)施對(duì)同期線損的監(jiān)管，掌握電網(wǎng)中個(gè)元件電能的損失情況，并計(jì)算出線損率，找到配電網(wǎng)中薄弱線路，有針對(duì)性的開展線損管理工作，提升電力企業(yè)同期線損管理質(zhì)量。

此外，設(shè)計(jì)中為了確保用戶能夠快速查找線損結(jié)果，該架構(gòu)還設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并運(yùn)用指定程序（見圖3）來(lái)查詢線損狀況，從而達(dá)到節(jié)省操作時(shí)間，提高了同期線損監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)利用率的同時(shí)幫助電力企業(yè)找到更好的應(yīng)對(duì)方案，節(jié)省電力企業(yè)各項(xiàng)成本，為電力企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

4總結(jié)

隨著我國(guó)電力企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，管理人員對(duì)同期線損監(jiān)管工作應(yīng)該有足夠的重視，并做好計(jì)量自動(dòng)化的同期線損監(jiān)測(cè)，搜集和分析相關(guān)數(shù)據(jù)，最大限度減少電力企業(yè)的生產(chǎn)成本和管理成本。相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)檔案的維護(hù)，做好指標(biāo)監(jiān)控和管理，科學(xué)采集用電信息，并對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分挖掘，找到影響同期線損的因素，制定出有效的應(yīng)對(duì)策略，發(fā)揮出計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的作用，進(jìn)而提升電力企業(yè)應(yīng)對(duì)同期線損的能力，最終達(dá)到電力企業(yè)發(fā)展目標(biāo)。

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