低壓臺區精益化管理方案設計

朱志峰 朱書玲 王東虎 王亞兵

摘 要：2019年國網提出建設泛在電力物聯網的目標，而低壓臺區包含的設備數量最多，分布最廣，最接近用戶，是建設泛在電力物聯網的最佳切入點，但存量低壓臺區多數存在戶變關系不清、數據采集頻次較低、臺區線損率居高不下等問題。針對以上問題，通過增加監測設備，對在運設備、主站進行改造，有效增強數據采集頻次和傳輸能力，為數據深化應用提供支撐，實現低壓臺區物理拓撲自動生成、分級線損和三相不平衡治理等核心功能，提升低壓臺區狀態的全面感知，能夠有效支撐泛在電力物聯網的建設。

關鍵詞：低壓臺區;數據采集;全面感知;物理拓撲;分級線損;三相不平衡治理

中圖分類號：TP202文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2019）11-00-03

0 引 言

傳統電網管理模式已不能滿足新時代電網發展的需求，應從本質上提升運維、管理水平，以滿足能源轉型“再電氣化”需求。包括新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等非傳統領域的新業態已經和傳統電網業務處于同等重要的地位。

國企改革走向深水區，電力市場開放、輸配電價降低等電改大勢倒逼，建設泛在電力物聯網則是主動出擊開拓新方向的求變之舉，也是公司今后工作的“發力點”[1-3]。智能電能表作為電網最末端設備，數量最多，分布最廣，最接近用戶，同時也是智能電網營銷業務、用電信息和能源分配的末端，是企業和家庭的能源入口，具有感知用戶負載變化的天然特性，是掌握能源使用具體情況的最佳工具，也是公司發展非傳統業務主要的切入點之一[4-5]。

1 方案設計

低壓臺區精益化管理面向居民小區、工業園區等低壓電網網絡，通過加裝臺區監測終端、三相不平衡主控器、分支箱監測終端、換相開關、表箱監測終端等設備，實現低壓臺區電網物理拓撲、分級線損、反竊電等功能，從而提高電網的運行、管理效率，提升電力企業服務質量。

加裝產品包括臺區監測終端、三相不平衡主控器、分支箱監測終端、換相開關、表箱監測終端。本文方案的核心在于通過臺區監測終端的應用，實現臺區精益化管理所需數據的抄讀與處理，上報精益化臺區管理系統進行計算與展示，整體架構如圖1所示。

2 實現功能

臺區精益化管理主要實現物理拓撲自動生成、分級線損及三相不平衡治理等核心功能。

2.1 物理拓撲自動生成

當前低壓臺區電能表抄讀方式多為窄帶載波，該方案能夠實現臺區網絡拓撲[6-7]，但不同電能表之間物理連接關系無法辨識，從而導致部分臺區戶變關系錯誤[8]。通過在分支箱、表箱增設監測終端，并將其與臺區監測終端相結合，表箱監測終端通過RS 485接口自動搜索其管理的所有電能表，配合臺區監測終端及分支箱監測終端，實現臺區“變壓器-分支箱-表箱-戶表”關系的自動梳理。

臺區監測終端、分支箱監測終端及表箱監測終端均內置臺識芯片，設備安裝完成后開始注冊，臺區監測終端通過三相電力線向臺區廣播臺識信號，分支箱監測終端與表箱監測終端通過分析收到的臺識信號，辨別其所歸屬臺區及所在相位，并將數據返回至臺區監測終端，監測終端將數據打包并上送主站。臺識和相識直接確定了用戶表計是否歸屬本臺區和其所在相位，進而從根本上解決臺區檔案容易錯亂的問題。

主站通過分析臺區識別、相位識別上送的數據包，自動確定“變壓器-分支箱-表箱-戶表”掛接關系，并生成物理拓撲圖，直觀地展示臺區、分支箱、表箱掛接關系。臺區物理拓撲圖如圖2所示。

2.2 分級線損

當前臺區線損通過總表與各分表數據得出，計算方式粗放，具體高損臺區線損原因分析困難[9]。本文方案將表箱監測終端安裝在表箱側，且每個終端均內置線損計量模型，結合用戶電能表，可實現從臺區到分支箱、從分支箱到表箱、從表箱到用戶的三級線損自動計算，通過高頻數據采集實現小時級的線損測算。依據三級線損分析可得出總表至分支箱、分支箱至表箱、表箱到戶表三段的線損情況，臺區分級線損如圖3所示。

通過線損三級測算、小時級線損分析及臺區計量裝置的監測，實現臺區線損精益治理，使臺區基礎管理工作更精細化。同時，通過規范低壓臺區線損基礎數據，杜絕了人為私自調整臺區實現臺區線損合格的現象，配合竊電上報和竊電點的準確定位，有效防范“跑冒滴漏”現象，有力促進了臺區線損精益化管理工作。

2.3 三相不平衡治理

變壓器側安裝1臺三相不平衡主控器，主控器通過與安裝在臺區的總進線A，B，C三相互感器相連接，實時監測變壓器三相及中性線電流、電壓，得到各相負荷數據;主控器與換相開關通過無線通信交換數據。當檢測到相間負荷不均衡時，主控器自動完成合理的負荷分配指令，下發到換相開關，由換相開關完成負荷的相間切換，從而使三相間負荷趨于平衡[10]。

智能負荷調度系統安裝投運零序電流明顯降低，零序電流最高約為30 A，相對于治理前下降了75%，日均三相不平衡度降到了20%，下降幅度為50%，三相不平衡治理效果明顯。設備投運后電流曲線如圖4所示。

3 建設成效

3.1 對內業務

（1）優化營配貫通業務：實現戶變關系、相位識別、停電信息分析到戶、故障研判與主動搶修、電表精準定位等業務應用，實現臺區戶表管理精準識別，能夠做到電能表、計量箱的運行狀態等信息實時上傳主站及在線監測，主動創新計量設備“全時態”管理，實現計量資產可視化管理。低壓居民用電拓撲結構可清晰、直觀、準確地在營銷系統中展現出來，大幅提高營銷貫通成效，利于全面推進營配貫通優化工作。

（2）提升客戶服務水平：以客戶為中心，通過停電故障點的預先判斷及短信預警可減少故障點排查時間，合理安排搶修力量，使報修服務由被動變為主動，有效縮短客戶停電時間，大幅度降低95598報修工單數量，更能避免因搶修不及時造成的不必要投訴，真正做到讓客戶“用好電”。

（3）提升企業經營績效：推進多維精益管理體系變革，實現低壓臺區線損三級測算，規范低壓臺區線損基礎數據，杜絕人為私自調整臺區，提升臺區基礎管理工作的精細化水平，做到竊電現象的精確排查和提前預防，有效防范 “跑冒滴漏”現象，有力促進臺區線損的精細化管理工作。

（4）提升電網安全經濟運行水平：通過對智能電能表接線端子溫度的實時監測，對溫度越限用戶早發現、早解決，有效降低現場電氣事故數量，從而確保供電部門的供電可靠性，提高用電安全系數。

3.2 對外業務

（1）提升源網荷儲協同服務能力：利用非介入式負荷識別技術，收集分析客戶家用電器的實際使用狀況，根據用戶負荷的特性進行負荷趨勢研判，為臺區配電規劃提供數據基礎。同時，對可控類負載容量進行分析，確定用戶需求響應潛力參與源網荷儲協同調節，提供家庭能效診斷與提升服務，提高電網資產利用率、清潔能源消納能力及全社會用能效率。

（2）構建營銷數據商業化服務生態圈：以智能電能表數據為基礎，深入挖掘營銷數據價值，重點圍繞政府、企業、居民等三類用戶，創新打造綜合能源服務、公共服務等行業解決方案，推進營銷數據商業變現。

4 結 語

本文首先介紹了當前電網發展的趨勢，隨著泛在電力物聯網概念的提出，電力系統的架構及發展方向將會發生重大變革;其次為支撐泛在電力物聯網建設，針對低壓臺區設計了升級改造的典型方案，并對其核心功能進行了詳細描述;最后分別從對內和對外兩方面闡述了精益化臺區管理的建設成效。

參 考 文 獻

[1]江秀臣，劉亞東，傅曉飛，等.輸配電設備泛在電力物聯網建設思路與發展趨勢[J].高電壓技術，2019（5）：1345-1351.

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[3]陳振曉，劉前進，林健雄.物聯網技術在變電站在線監測中的應用研究[J].物聯網技術，2017，7（9）：29-31.

[4]陳淘，劉利兵.大數據技術在智能電網中應用[J].物聯網技術，2016，6（4）：54-55.

[5]李端超，王松，黃太貴，等.基于大數據平臺的電網線損與竊電預警分析關鍵技術[J].電力系統保護與控制，2018，46（5）：143-151.

[6]朱俊超，彭顯剛，楊永，等.一種低壓電力線載波通信路由方法[J].電測與儀表，2018（11）：65-71.

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