電力計(jì)量自動(dòng)化在線損管理中的應(yīng)用

韓曉琪

摘要：與現(xiàn)實(shí)需求相比，配網(wǎng)線損監(jiān)控管理還存在一定的問題，系統(tǒng)功能過(guò)于單一，分析能力較差，再加上各配網(wǎng)管理模式上的差異，增加了線損監(jiān)控的難度。如何做好線損監(jiān)控和分析，成為當(dāng)前配網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的重要議題。線損監(jiān)控能夠降低能源損耗，提升輸配電穩(wěn)定性。只有做好線損監(jiān)控，才能充分發(fā)揮整個(gè)電力系統(tǒng)的價(jià)值，提高配網(wǎng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：電力計(jì)量;自動(dòng)化;線損管理

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。如果輸配電過(guò)程中不能對(duì)線損進(jìn)行有效控制，將會(huì)提高其自身的生產(chǎn)成本，不利于配電網(wǎng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

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。

2.配網(wǎng)線損管理現(xiàn)狀及問題

工具缺失，集成度差。在對(duì)電量和線損進(jìn)行管理時(shí)，需要有統(tǒng)一的管理工具，這樣才能確保管理的科學(xué)性和有效性。但就目前狀況來(lái)看，許多配電網(wǎng)缺乏統(tǒng)一管理工具，管理人員需要從不同的系統(tǒng)中調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行一一核對(duì)，這樣會(huì)大大增加管理的工作量和工作難度，進(jìn)而降低線損監(jiān)控管理效率。配網(wǎng)線損監(jiān)控信息集成度不高，部門信息交互不及時(shí)，均容易造成線損管理疏漏，加大了日常電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

數(shù)據(jù)失真，調(diào)控低下。為了滿足線損、電量、財(cái)務(wù)等方面的指標(biāo)要求，出現(xiàn)一些人為調(diào)控電量的方式，導(dǎo)致線損、電量的相關(guān)數(shù)據(jù)失去真實(shí)性，無(wú)法達(dá)到管理的昀終目標(biāo)，給配網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)不良影響。由于抄表方式的不科學(xué)，導(dǎo)致線損數(shù)據(jù)的波動(dòng)性較大。這主要是由于在傳統(tǒng)抄表工作中，抄表時(shí)間與供售電量統(tǒng)計(jì)不同步，使得計(jì)量統(tǒng)計(jì)的時(shí)間出現(xiàn)前后差異，進(jìn)而影響了閱讀線損率出現(xiàn)忽大忽小的波動(dòng)狀況，不利于線損監(jiān)控工作的有效開展。線損指標(biāo)以及線損數(shù)據(jù)失真會(huì)使其無(wú)法真實(shí)反映線損狀況，給配網(wǎng)線損管理帶來(lái)諸多困難。

機(jī)制缺失，監(jiān)測(cè)較難。在開展配網(wǎng)線損監(jiān)管時(shí)，需要將電量及線損數(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。但現(xiàn)實(shí)中，配網(wǎng)電量及線損統(tǒng)計(jì)管理系統(tǒng)機(jī)制不完善，部門間合作不到位，增加了線損監(jiān)測(cè)難度，不利于配網(wǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

計(jì)量自動(dòng)化線損監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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)需要考慮線損問題，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1），不斷提升線損監(jiān)測(cè)的有效性，達(dá)到昀終線損管理監(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，為配網(wǎng)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)進(jìn)行計(jì)量模塊數(shù)據(jù)傳輸，并完成對(duì)各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、異常行為等采集，以更快地獲取數(shù)據(jù)樣本，為線損監(jiān)測(cè)工作提供準(zhǔn)確依據(jù)，達(dá)到線損監(jiān)測(cè)目標(biāo)。在線損監(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)。

在應(yīng)用服務(wù)結(jié)構(gòu)上，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)調(diào)整應(yīng)用服務(wù)器中的各個(gè)功能模塊，使其更加符合配網(wǎng)的實(shí)際監(jiān)測(cè)要求。

3.2 系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)

在對(duì)配網(wǎng)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，比如設(shè)置對(duì)外調(diào)用接口與其它系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

在數(shù)據(jù)采集功能中，要做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集管理，昀大限度保障數(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;通過(guò)對(duì)電壓、電流、諧波的監(jiān)測(cè)，確定數(shù)據(jù)異常情況，分析原因，找到應(yīng)對(duì)策略，減少線損率。數(shù)據(jù)傳輸功能則采用專用信道實(shí)現(xiàn)，昀大限度降低傳輸中的數(shù)據(jù)干擾，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)問題后能夠及時(shí)解決，從而降低維護(hù)成本，減少配電網(wǎng)的線損。

3.3 軟件架構(gòu)的設(shè)計(jì)

在配電網(wǎng)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，其主要包括用戶管理入口、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)議等。

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)管人員可以通過(guò)服務(wù)組件實(shí)現(xiàn)對(duì)線損的全方位監(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，提升配網(wǎng)線損管理質(zhì)量。

此外，設(shè)計(jì)中為了確保用戶能夠快速得到線損結(jié)果，該架構(gòu)還設(shè)計(jì)了綜合數(shù)據(jù)庫(kù)（包括運(yùn)行數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、線損記錄等），運(yùn)用指定程序來(lái)查詢線損狀況，減少不必要的分析和現(xiàn)場(chǎng)檢查環(huán)節(jié)，在一定程度上節(jié)省了操作時(shí)間，提高了線損監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)利用率，為配網(wǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

4.總結(jié)

在對(duì)計(jì)量自動(dòng)化的線損監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要從配網(wǎng)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。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，線損管理時(shí)應(yīng)依照統(tǒng)一化、規(guī)范化、技術(shù)化管理原則，做好智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建，形成完整功能架構(gòu)，快速定位線損位置和計(jì)算線損值，為配網(wǎng)管理和維護(hù)提供有益幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]張昌慶，陳寶，蔡青，陳宋森.電力計(jì)量自動(dòng)化在線損管理中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)高新科技，2017，1（11）：62-64.