電力用戶用電信息采集系統(tǒng)終端電源接入技術(shù)

陶 忠

(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司江陰市供電分公司，江蘇 無錫 214400)

0 引言

線損管理是供電企業(yè)綜合管理水平的集中體現(xiàn),是提高供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。現(xiàn)代化電網(wǎng)線損管理離不開用電信息采集系統(tǒng)這一重要支撐。電能采集終端作為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)備,越來越受到電力企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)公司的高度重視。在同期線損實(shí)際管理工作中,35 kV及以上電力用戶電能表信息采集失敗會(huì)對所轄供電地區(qū)35 kV及以上分壓分線線損指標(biāo)分析造成嚴(yán)重影響,全面提高35 kV及以上電力用戶用電信息的采集成功率在線損管理工作中起著十分重要的作用。

1 現(xiàn)狀分析

35 kV及以上電力用戶用電信息采集系統(tǒng)終端由安裝在用戶變電所內(nèi)的專變采集終端和電能表組成。用電信息的采集通過專變采集終端采集電能表的信息實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際工作中,各供電企業(yè)對35 kV及以上電力用戶用電信息采集系統(tǒng)終端的專變采集終端和電能表的安裝缺乏統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范,大部分35 kV及以上電力用戶變電所專變采集終端工作電源接入不規(guī)范,電能表輔助電源的接入存在隨意性。一旦供電線路停電后,往往導(dǎo)致專變采集終端失電；對于未接輔助電源的電能表來說,由于采用線路供電的電壓互感器二次電壓消失,電能表無法工作。上述情況均會(huì)導(dǎo)致信息采集失敗。同期線損管理系統(tǒng)在日電量統(tǒng)計(jì)上要求一天24 h上下兩個(gè)零點(diǎn)表底碼均能成功采集,任何一個(gè)表底碼缺失均會(huì)導(dǎo)致電量無法統(tǒng)計(jì)。35 kV及以上電力用戶因用電量大,表底碼采集失敗會(huì)對供電企業(yè)同期線損統(tǒng)計(jì)分析將造成重大影響。

一旦發(fā)生供電線路計(jì)劃停電或事故停電,35 kV及以上電力用戶用電信息采集系統(tǒng)終端持續(xù)工作是確保信息采集成功的關(guān)鍵。因此,35 kV及以上電力用戶變電所專變采集終端工作電源和電能表輔助電源的接入必須要有規(guī)范性技術(shù)要求。近年來,對于新建35 kV及以上電力用戶變電所專變采集終端工作電源和電能表輔助電源的接入,一些地區(qū)供電企業(yè)在設(shè)計(jì)規(guī)范上開始采用接入所內(nèi)不間斷電源UPS的技術(shù)方案,從而使得用電信息采集系統(tǒng)終端在供電線路失電后仍能夠保持持續(xù)工作。

2 存在問題

目前,專變采集終端工作電源的技術(shù)規(guī)范為交流單相或三相供電,視在功率不大于15 VA；電能表輔助電源的技術(shù)規(guī)范為AC/DC自適應(yīng)輸入,當(dāng)采用外部輔助電源供電時(shí),功耗小于10 VA。由此可見,專變采集終端工作電源和電能表輔助電源同時(shí)接入交流電源后,總功率小于25 VA。

在實(shí)際工作中,35 kV及以上電力用戶在遇到供電線路計(jì)劃停電或事故停電時(shí),根據(jù)變電所所內(nèi)交流電源系統(tǒng)配置的不同,在技術(shù)上對應(yīng)了兩種不同的解決方案。

(1) 對于35 kV及以上自動(dòng)化電力用戶變電所,所內(nèi)均配備了UPS。專變采集終端工作電源和電能表輔助電源只要接入U(xiǎn)PS交流輸出,就能確保終端裝置不失電,實(shí)現(xiàn)用電信息采集系統(tǒng)持續(xù)采集電能表信息。

(2) 對于35 kV及以上非自動(dòng)化電力用戶變電所,因投運(yùn)時(shí)間久,變電設(shè)備老舊,一般不配備UPS。專變采集終端工作電源和電能表輔助電源僅接入所用電,供電線路停電后所用電消失,導(dǎo)致終端裝置失電,用電信息采集系統(tǒng)將無法采集電能表信息。因此,必須在電力用戶變電所內(nèi)加裝UPS,將專變采集終端工作電源和電能表輔助電源接入U(xiǎn)PS交流輸出,才能確保終端裝置不失電。

在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中,一旦出現(xiàn)UPS設(shè)備損壞或UPS內(nèi)部逆變器元件故障,將無法保證終端裝置正常供電或供電線路失電后終端裝置的持續(xù)工作。因此,亟需一種新的技術(shù)解決方案。

3 新技術(shù)可行性分析

35 kV及以上變電所均配備蓄電池組直流操作系統(tǒng),由交流浮充系統(tǒng)和蓄電池組構(gòu)成了直流操作電源。無論供電線路是否失電,該電源系統(tǒng)均可以提供穩(wěn)定的直流電源。如若專變采集終端工作電源和電能表輔助電源能夠適應(yīng)直流輸入,無疑將為35 kV及以上電力用戶用電信息采集提供一個(gè)更為可靠的電源環(huán)境。與交流供電相比,直流供電不僅穩(wěn)定性高,蓄電容量大,供電時(shí)間長,而且徹底擺脫配置UPS逆變器的束縛,用電信息采集系統(tǒng)終端裝置工作電源的可靠性、經(jīng)濟(jì)性將得到質(zhì)的提升。

3.1 電能表

國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW 1827—2013《三相智能電能表技術(shù)規(guī)范》指出,電能表配備的輔助電源接入適應(yīng)AC/DC輸入方式。由此可見,電能表輔助電源接入直流電源技術(shù)上不存在問題。

3.2 專變采集終端

國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW 1374.1—2013《專變采集終端技術(shù)規(guī)范》指出,專變采集終端工作電源的技術(shù)規(guī)范為交流單相或三相供電。

目前,江蘇省廣泛使用的專變采集終端型號為Ⅰ型、Ⅱ型,其中：Ⅰ型適用于10 (20) kV,35 kV及以上電壓等級高壓電力用戶；Ⅱ型適用于低壓電力用戶及地下配電所高壓電力客戶；工作電源均采用交流單相供電。如若對專變采集終端的電源模塊進(jìn)行技術(shù)改造,實(shí)現(xiàn)交直流自適應(yīng),將為增加直流供電電源技術(shù)方案的實(shí)施帶來可能。

4 方案實(shí)施

經(jīng)技術(shù)改造,專變采集終端電源模塊實(shí)現(xiàn)了交直流自適應(yīng)功能,并順利通過型式試驗(yàn)測試。2020年11月,國網(wǎng)江陰市供電公司7戶35 kV電力用戶采用了具備交直流自適應(yīng)功能的用電信息采集系統(tǒng)終端,該設(shè)備在直流供電模式環(huán)境下運(yùn)行取得了滿意成效。專變采集終端電源模塊在增加交直流自適應(yīng)功能后,裝置外形及接線端子未發(fā)生改變；10 (20) kV及以下電力用戶依舊采用交流供電工作模式不變。

5 完善建議

為進(jìn)一步完善35 kV及以上電力用戶用電信息采集系統(tǒng)終端裝置電源接入技術(shù)方案,使其具備交流、直流兩種供電選擇模式,提出以下建議。

(1) 提高對大客戶用電信息采集成功重要性的認(rèn)識(shí),將35 kV及以上電力用戶用電信息采集系統(tǒng)終端工作用電歸屬為變電所所用電源系統(tǒng)重要負(fù)荷,與變電所控制電源、合閘電源、事故照明電源等直流負(fù)荷置于同一等級。

(2) 完善用電信息采集系統(tǒng)終端的電源供電模式,在原交流供電模式的基礎(chǔ)上增加直流供電新模式。交流供電模式中交流電源取自UPS交流輸出；直流供電新模式中直流電源取自變電所直流系統(tǒng)母線,經(jīng)空氣開關(guān)引入。

(3) 對于今后新建35 kV及以上電力用戶變電所,專變采集終端工作電源和電能表輔助電源在接入方式上由單一交流供電模式調(diào)整為交流、直流兩種供電模式,建議將直流供電模式作為首選。

(4) 對于35 kV及以上非自動(dòng)化電力用戶變電所,在技術(shù)改造方案上優(yōu)先選擇直流供電模式,將專變采集終端工作電源和電能表輔助電源一并改接至直流電源系統(tǒng)。

6 結(jié)束語

(1) 35 kV及以上電力用戶用電信息采集系統(tǒng)終端的工作電源接入技術(shù)創(chuàng)新,為實(shí)現(xiàn)35 kV及以上電力用戶在供電線路停電后電能表信息的持續(xù)采集,在原有交流供電模式的基礎(chǔ)上,提供了一種更加穩(wěn)定、持續(xù)、可靠的直流電源接入技術(shù),有效提升電力大客戶用電信息采集成功率,為供電企業(yè)線損分析決策提供了精準(zhǔn)技術(shù)支撐。

(2) 用電信息采集系統(tǒng)終端的直流供電模式是在現(xiàn)有交流供電模式基礎(chǔ)上的一次技術(shù)創(chuàng)新。直流供電回路較原交流供電回路環(huán)節(jié)減少,可靠性增強(qiáng),消除了交流輸入模式下對UPS電源的依賴性,徹底消除了用電信息采集系統(tǒng)終端在交流電源供電模式下電源中斷不能持續(xù)工作的弊端。

(3) 具備交直流自適應(yīng)電源模塊的新型專變采集終端產(chǎn)品在工作電源適應(yīng)上實(shí)現(xiàn)了多樣性,更具有生命力。完善后的電源接入技術(shù)方案具有通用性,普遍適應(yīng)于國家電網(wǎng)公司各省市所轄35 kV及以上電力用戶變電所用電信息采集系統(tǒng)終端的工作電源接入,精準(zhǔn)提升35 kV及以上電力大客戶用電信息采集率,為同期線損統(tǒng)計(jì)分析和營銷需求側(cè)管理提供了可靠的技術(shù)保障。