基于GSM網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)分段式補(bǔ)償電壓自動調(diào)節(jié)與運(yùn)維選線研究

鐘浩

摘 要 電壓是電能的重要指標(biāo)，本文為進(jìn)一步提高電壓管理水平，將基于GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建配電網(wǎng)分段式補(bǔ)償電壓自動調(diào)節(jié)與運(yùn)維選線系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)路徑進(jìn)行研究，希望為進(jìn)一步提高電網(wǎng)運(yùn)行能力奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 電壓調(diào)節(jié);GSM網(wǎng)絡(luò);運(yùn)維選線

前言

GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開通至今，已經(jīng)成為電力系統(tǒng)運(yùn)維管理的重要組成部分，針對當(dāng)前社會用電量增加的現(xiàn)狀，傳統(tǒng)系統(tǒng)中的聯(lián)動性差、缺乏自我分析能力等問題凸顯，因此需要積極完善GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，探索電力系統(tǒng)自動化運(yùn)行管理的新路徑，最終更好地適應(yīng)電力系統(tǒng)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求。

1系統(tǒng)架構(gòu)分析

（1）系統(tǒng)架構(gòu)。本文所介紹的GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)，主要分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)聚合、數(shù)據(jù)挖掘等三個(gè)功能。①數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。整個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身有數(shù)據(jù)錄入的需求，系統(tǒng)中的各類數(shù)據(jù)來源于不同的專業(yè)子系統(tǒng)，在系統(tǒng)功能設(shè)定上可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)接口完成數(shù)據(jù)分析。②數(shù)據(jù)聚合。在對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，可完成結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化處理，在數(shù)據(jù)主題倉庫內(nèi)，可針對其中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、備用數(shù)據(jù)與網(wǎng)管數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)處理;或根據(jù)電網(wǎng)管理要求，檢測各類干擾數(shù)據(jù)、鐵塔檢測數(shù)據(jù)等[1]。③數(shù)據(jù)挖掘。通過物理存儲與邏輯分析的方法，依托大數(shù)據(jù)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層的單獨(dú)處理，在處理后各類數(shù)據(jù)可經(jīng)系統(tǒng)做單獨(dú)呈現(xiàn)。

（2）數(shù)據(jù)處理架構(gòu)。在本文的GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)中，將GSM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維分析系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)處理架構(gòu)，在系統(tǒng)接口下可將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維數(shù)據(jù)上傳到平臺上，其中的關(guān)鍵技術(shù)包括：接口檢測系統(tǒng)、綜合檢測系統(tǒng)、設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)等。考慮到配電網(wǎng)分段式補(bǔ)償電壓自動調(diào)節(jié)的業(yè)務(wù)數(shù)量逐漸呈現(xiàn)出上漲趨勢，因此其接入系統(tǒng)復(fù)雜，且數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)多樣化，對各類數(shù)據(jù)的深層次運(yùn)動奠定基礎(chǔ)，所以為了能夠更好地適應(yīng)數(shù)據(jù)處理要求，可采用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)階段，根據(jù)超時(shí)分析挖掘功能、抗干擾功能、資源管理等，實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)與運(yùn)維選線提供支持。

（3）控制器的制作。在制作控制器期間，控制器的主要結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)處理模塊、采集、執(zhí)行與通訊等幾方面。考慮到電力系統(tǒng)的業(yè)務(wù)要求，控制器使用采用V回路直接引入做主供電電源，并在執(zhí)行模塊上增設(shè)充電電容，在這種結(jié)構(gòu)下，若主供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者失電后，執(zhí)行模塊電容調(diào)整為放電過程。在經(jīng)過上述數(shù)據(jù)采集后，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，依然能夠維持一定時(shí)間的通信，使主站可隨機(jī)采集設(shè)備的運(yùn)行資料。

2系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

在按照上文介紹的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其中的關(guān)鍵點(diǎn)包括：①在安裝位置的設(shè)計(jì)上，不僅要盡量保證設(shè)備易于安裝，也能降低維護(hù)難度，所以系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)階段需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)問題：a.控制回路應(yīng)實(shí)現(xiàn)多級控制要求，一般應(yīng)大于等于三級，確保控制回路能夠從中提取充足數(shù)據(jù)（如系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、電流通過情況等）。b.應(yīng)保證取樣電流線的長度滿足設(shè)計(jì)要求，通常會將其安裝在10m以上的電桿上，安裝高度2.7m左右，不僅滿足管理要求，也方便地面工作人員做動態(tài)觀測。c.考慮到系統(tǒng)通訊要求。d.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)盡量簡單，方便安裝。②在造型設(shè)計(jì)上，以鋼化塑料為主要原材料，設(shè)置圓傘形口朝下的結(jié)構(gòu);在連線上增設(shè)航空插頭16柱，并將一根電纜與內(nèi)部控制系統(tǒng)連接在一體。③在功能完善階段，將中央處理器作為系統(tǒng)的核心計(jì)算結(jié)構(gòu)，其他功能模塊（見圖1）在完成數(shù)據(jù)采集、處理后，能夠?qū)崟r(shí)提取電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過識別設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、母線電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)等，提高數(shù)據(jù)采集效果。④儲能模塊可調(diào)整系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集過程，在整個(gè)系統(tǒng)中可用于調(diào)整反向電流與正向電流，增設(shè)三個(gè)輸出回路，確保能夠記錄系統(tǒng)的電能變化情況。當(dāng)系統(tǒng)與電源連接后，由儲能系統(tǒng)釋放電能，并用于繼續(xù)處理失電后的信息通信業(yè)務(wù)需求。

3系統(tǒng)常見故障處理

在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能會出現(xiàn)無線連接超時(shí)的情況，而造成這一現(xiàn)象的主要原因包括信號原因、通信原因以及不明原因等。在系統(tǒng)故障處理階段，相關(guān)人員需要掌握以下幾方面內(nèi)容。①清理拆鏈流程。在系統(tǒng)故障處理期間，受限需要判斷網(wǎng)絡(luò)連接釋放與發(fā)起拆鏈單元的原因值，該指標(biāo)數(shù)判斷降級故障歸屬的重要參考依據(jù)。例如在該系統(tǒng)中，若因?yàn)镸SC發(fā)起的拆鏈，則應(yīng)該考慮是通信網(wǎng)絡(luò)方面問題所引發(fā)的故障。②檢查GSM網(wǎng)絡(luò)。檢查GSM網(wǎng)絡(luò)是排除故障的有效措施，其中的關(guān)鍵技術(shù)包括：a.檢查連接前釋放信號的接口命令以及話音質(zhì)量、電平值等。b.根據(jù)信令流程判斷系統(tǒng)中有無未完成的轉(zhuǎn)換過程，根據(jù)結(jié)果判斷是否因?yàn)镻LT超時(shí)等問題造成了的“掉話”現(xiàn)象。c.通過記錄掉級前的相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷話音質(zhì)量以及電平值等是否發(fā)生異常變化，這樣根據(jù)結(jié)果可總結(jié)是否存在ATP異常或者因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)故障而引發(fā)通訊問題。③檢查用戶的數(shù)據(jù)傳輸過程。在故障處理過程中，相關(guān)人員要重點(diǎn)觀察一下問題：a.了解連接斷開前，接口的通信情況，掌握不同接口之間有無數(shù)據(jù)交互情況。b.在判斷降級期間，應(yīng)結(jié)合電網(wǎng)系統(tǒng)的通信情況，判斷是否存在系統(tǒng)功能的“交權(quán)區(qū)”。c.檢查有無接口不響應(yīng)或者與對應(yīng)端功能不匹配的情況。d.判斷鏈路層之間的相鄰鏈路是否直接可達(dá)，有無通信異常數(shù)據(jù)等。

4應(yīng)用實(shí)例分析

在將本文應(yīng)用的系統(tǒng)應(yīng)用到某配電網(wǎng)絡(luò)中，采用分段式安裝的方法，根據(jù)不同的分支節(jié)點(diǎn)、干線分段等做線路的補(bǔ)償與調(diào)壓，最終達(dá)到提高供電質(zhì)量的目的;在設(shè)計(jì)期間，通過檢查接地故障、短路等常見故障，了解該線路的運(yùn)行情況，經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)做設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后，將數(shù)據(jù)上傳到運(yùn)維平臺上。

本地區(qū)安裝該裝置的主要原因，是用戶負(fù)荷高峰電壓波動偏低，已經(jīng)對居民的日常生活產(chǎn)生影響，在應(yīng)用該系統(tǒng)后，調(diào)整電壓幅度超過300V，取得預(yù)期效果。

5結(jié)束語

本文所介紹的基于GSM網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)分段式補(bǔ)償電壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有可行性，實(shí)踐結(jié)果證明該系統(tǒng)可滿足調(diào)壓與運(yùn)維選線要求，是一種科學(xué)的技術(shù)方案，值得進(jìn)一步推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 張少軒，呂坐君.基于GSM的電纜入侵探測器的研究設(shè)計(jì)[J].電氣化鐵道，2019，30（4）：77-80.