淺談用電信息采集系統在配網運行監控中的應用

周鑫 胡群輝

[摘 ? ?要 ]本文中用采數據接入配網運行監控系統，通過貫通營銷基礎數據平臺、用電信息采集系統和配網調度技術支持系統，提升配網可觀可測能力，解決盲調問題，提升配網運營管控水平。主要應用功能包括配變運行負荷查詢、配變停復電事件查詢、配變運行狀態著色、配變數據召測、配變數據透抄、故障停電研判和配變負荷趨勢分析。

[關鍵詞]配變運行數據;配變停復電事件;故障研判;負荷運行趨勢分析

[中圖分類號]TM764 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）07–00–03

[Abstract]In this paper， the use of mining data access to the distribution network operation monitoring system， through the basic marketing data platform， electricity information acquisition system and distribution network dispatching technical support system， improve the observable and measurable ability of distribution network， solve the problem of blind adjustment， and improve the level of distribution network operation control. The main application functions include distribution transformer operation load query， distribution transformer outage and restoration event query， distribution transformer operation status coloring， distribution transformer data call test， distribution transformer data transparent reading， fault outage research and judgment and distribution transformer load trend analysis.

[Keywords]distribution transformer operation data; distribution transformer outage and restoration event; fault research and judgment; load operation trend analysis

目前我國的配網監控系統（即配網調度支持系統）中，配變（包括專變和公變）數據，只有很少地區的配變安裝TTU監控終端，可以獲取到配變的實時遙測以及停復電，斷相等狀態量信號。在廣大的其他地區，配變數據還處于非可觀測狀態，總體來說，配網運行監控主站系統對配變有效感知率很低。大部分基于配網運方安排，只能憑借經驗。

由于區域內配變的數量非常龐大，大范圍安裝TTU成本較高，對配網監控系統通信，容量的壓力也很大。基于營銷系統和用電信息采集系統中有穩定可用的配變準實時數據，臺區停電事件，配變歷史數據，營銷基礎數據平臺中還包含戶變關系和分布式電源等營銷臺賬數據，于是2019年，國調中心和國網營銷部，聯合發出通知，推廣用電信息采集系統數據接入配網調度技術支持系統，并試點推行配電網調度高級應用功能建設。將配變準實時信息，配變停復電事件，營銷臺賬數據接入到配電自動化系統中，結合完整的配網調度圖形模型，配網開關的實時狀態信息，可以完善故障研判功能，提高配電網運行狀態可觀測性，有效解決盲調問題，進一步推進配電自動化實用化。

1 營配調三個系統數據互通

營配調三個系統數據互通（如圖1所示），首先針對營銷臺賬數據，通過ETL、程序接口等技術手段抽取營銷中間庫的配變/用戶臺賬數據，統計營銷系統的配變與配網調度支持系統里配變的匹配率，提供配變數據匹配質量管控工具，以便準確掌握配網調度支持系統與營銷系統配變匹配情況，精確定位未匹配數據。

通過WebService技術從用采系統統一數據平臺獲取準實時數據以E文件，解析準實時負荷E文件數據，將對應的三相電壓、三相電流、有功、無功8個遙測值寫入調度支持系統配變表對應的域（實時庫）。可對A相電流、有功功率進行15 min采樣。對于影響系統提供的歷史數據，解析營銷系統提供的歷史負荷E文件數據，將對應的三相電壓、三相電流、有功、無功8個遙測值寫入調度支持系統配變表對應的域（歷史庫）。

通過Kafka消息技術獲取停復電消息。用采數據分析模塊將接口獲取到的數據進行分析、轉換和入庫。基于配變的故障研判根據分析后的數據進行研判和結果展示。

2 配變運行數據監視

2.1 配變運行負荷查詢

配變準實時負荷是指每15 min從用電信息采集系統中得到的配變有功功率、無功功率、三相電流和三相電壓，共8個量。從用采系統獲取的電壓、電流均為380 V側的數值，其中電流為380 V側的CT二次電流值，需要經過CT變比換算處理。查看用采接入數據時顯示了380 V和10 kV（經變比轉換）兩側的電流數據，查看用采曲線功能中顯示的配變電流曲線為配變380 V側一次電流值。

配網調度支持系統的配變監視功能，包括具備配變實時量測數據的處理能力，應能以可視化的界面中展示配變的準實時量測數據，應能根據配變的準實時量測數據計算配變的負載率，三相不平衡度，進行異常展示和告警。

2.2 配變歷史負荷查詢

配變歷史負荷數據指配變有功功率、無功功率、三相電流和三相電壓8個量的歷史數據。由于配變準實時負荷數據的數據質量問題，配變歷史負荷數據不等于準實時負荷數據的歷史值，獲取的是營銷基礎數據平臺校正后的校正歷史負荷數據。

由于用采系統校正歷史負荷需要時間，為確保數據完整性，配變歷史負荷數據存儲一般是T-4的結果，即從當天算起，4天前的配變負荷數據為歷史校正值，而近3天的配變負荷數據存儲的是準實時負荷數據。歷史數據支持人機界面查看歷史曲線等可視化手段展示。

2.3 配變停復電事件查詢

配變停復電事件指從用采系統中實時獲取的每個配變的停電和復電信號，配變停復電事件是用采系統推送的關于配變是否停電/來電的準確信息。配變停電事件是開展故障停電研判的主要依據，但配網線路發生故障停電時，并不是停電區域所有配變都能準確發送配變停電事件信號，故配網故障停電區域需要根據配變停電事件進行綜合研判。

配變停復電事件應能在人機界面上進行查詢，過濾等。

3 基于用采停復電事件的故障研判

用采數據的故障研判障功能是基于終端停復電事件，研判出停電區域，分析出疑似的故障跳閘開關，基于“站-線-變-戶”關系，定位停電區域受影響的用戶信息。

3.1 歸集停電事件

故障研判首先是歸集停電時間是指故障研判功能中收集配變停電事件的時間窗。配網某一區域停電后，其中配變發送停電事件的時間可能不一致，所以需要設置時間窗，確保該區域停電事件收集完備。收集該線路下一段時間內配變停電事件，該時間窗長短可配置。

其次要判別分閘信息，分閘信號判別是指判別配網站內開關以及線路上有終端的開關是否發生實際分閘，通過分閘信號收集，標記該線路上發生的配變停電事件為實際分閘事件，對實際分閘的情況不進行故障研判。

3.2 故障區域分析

故障區域分析是指通過對發送停電事件的配變公共范圍進行分析，獲取這些配變供電路徑上的公共上游開關，可能的故障區域即為該公共上游開關的供電路徑下游區域。

完成配變停電事件歸集后，對歸集完成的配變停電事件進行故障區域分析，得到可能故障區域后，由于配變停復電事件上有一定的誤送率和不送率。使用一定的算法來解決這個問題，大部分主站采用比例法。即可記該區域所有配變的數量N，同時記該區域內發送停電事件的配變數量為n。設η=n/N，稱為研判比率值;設ε為一常數，稱為研判閾值。若η≥ε，則認為該公共開關確實發生了分閘事件，其下游確已失電;若η<ε，則認為該公共開關未分閘，其下游不能確認失電。研判閾值ε是一個可以配置的參數。

3.3 匹配檢修信息

故障研判還要考慮檢修信息，檢修判別是指判別發生配變停電事件的時間段和區域內是否存在電網檢修，檢修范圍可通過調度運行人員掛牌范圍獲取。若經判定發生配變停電事件的區域存在電網檢修的情況，在故障研判綜合報警和記錄中，會給該故障添加檢修標記。

3.4 發送綜合報警

故障區域分析滿足設定的研判閾值ε條件后，故障研判流程結束，應通過發送綜合警告知調度運行和配網運營人員。綜合告警可以在配電自動化實時告警窗中查看，并推送相關線路故障詳細區域。

3.5 停電時戶數計算

完成故障研判分析后，通過配變復電事件可以進行該故障停電時戶數計算。停電時戶數計算公式為：停電時戶數=Σ停電配變下的戶數×該配變的停電時長。

4 基于用采配變數據的負荷運行趨勢分析

每日根據歷史電流采樣值對所有配變數據進行負荷預測（預測配變電流數據），提前預判當日配變可能出現的重超載情況，并給出告警提示。通過配變運行趨勢分析頁面可以查看今日可能發生重超載的所有配變情況。相關計算公式為：

（1）配變負載率=配變低壓側最大相電流/額定電流×100 %。

（2）重載：配變負載率≥80 %且<100 %。

（3）超載：配變負載率≥100 %。

5 用采數據在調控系統中的擴展應用

5.1 負荷預測

負荷預測應支持多日期類型的（工作日、周末和假日）饋線和臺區負荷預測，并支持負荷預測曲線展示，應支持根據臺區配變歷史數據，天氣情況，節假日等，采用大數據分析技術，進行臺區負荷預測。

5.2 臺區可開放容量計算

根據配變額定容量和歷史運行最大負荷，來計算配變可開放容量。支持待接入負荷的明細列表展示，按負荷等級，預分配容量等信息查看，支持三相可開放容量評估計算。

5.3 負荷轉供

配調系統中，10 kV線路中由于DTU，FTU采集裝置覆蓋率有限，無法觀測到全模型數據，對需要配網側轉負荷沒有歷史數據支撐，很多時候靠經驗。用采數據帶來了配變數據后，可通過配變數據，潮流計算，獲取一個較全的數據斷面，為配網側轉負荷提供數據支撐。

6 結語

綜上所述，通過貫通用電信息采集系統與配電自動化系統，將用電信息采集系統的臺區停電事件、配變準實時數據、戶變關系和分布式電源等營銷臺賬數據接入配電自動化系統。結合完整的配網調度圖形模型，完善故障研判功能，提高配電網運行狀態可觀測性，有效解決盲調問題。

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