智能配電臺區(qū)技術方案

1、智能配電臺區(qū)技術方案二0一二年三月第一章綜述11.1 現狀與需求分析11.2 遵循標準和原則11.3 總體要求2第二章智能配電臺區(qū)功能配置32.1 簡潔型智能配電臺區(qū) 32.1.1 適用范圍32.1.2 功能配置32.2 標準型智能配電臺區(qū) 32.2.1 適用范圍32.2.2 功能配置32.3 擴展型智能配電臺區(qū) 32.3.1 適用范圍32.3.2 功能配置4第三章建設方案53.1 總體架構53.2 建設內容53.2.1 配電變壓器 53.2.2 智能低壓配電箱/柜53.2.3 智能電能表 63.2.4 智能用電終端73.2.5 本地通信網絡73.2.6 上行通信網絡73.2.7 主站建設7第

2、四章系統(tǒng)功能84.1 數據采集與存儲84.1.1 采集數據類型 84.1.2 采集方式84.1.3 數據存儲與維護94.2 數據分析與管理94.2.1 臺區(qū)信息監(jiān)測 94.2.2 電能質量監(jiān)控 104.2.3 臺區(qū)異常報警 114.2.4 配變監(jiān)測分析 124.2.5 用電信息采集管理 12第五章 設備統(tǒng)計與報價 13第一章綜述1.1 現狀與需求分析新安縣共有20座試點配電臺區(qū)需要進 行智能配電臺區(qū)改造。目前，這些試 點配電臺區(qū)存在以下問題：(1)試點配電臺區(qū)的配電箱結構設計未實現標準化和規(guī)范化；(2)試點配電臺區(qū)大多安裝固定補償的無功補償設備，且容量配置相對較低；(3)試點配電臺區(qū)缺乏對配電

3、臺區(qū)電能質量問題(包括電壓、無功、諧波 和三相不平衡等)的有效監(jiān)控與綜合治理；(4)線路運行參數不能及時掌握：對于運行中的線路、變壓器的電壓、電 流不能及時采集最新準確數據?？傮w來說，新安縣試點配電臺區(qū)的設備配置較低、安裝設計簡單、功能單一，并且大部分只實現了配電和計量的簡單功能，這種狀況已不能適應農網智能化建設的需要。改造建設農網智能配電臺區(qū)，實現臺區(qū)信息模型的標準化、臺區(qū)配電箱 /柜 結構設計的規(guī)范化和臺區(qū)綜合管理的智能化，實現配電臺區(qū)設備(變壓器、 開 關)狀態(tài)監(jiān)測與保護、計量管理、負荷管理、電能質量管理、線損管理、經 濟 運行管理等功能，提高供電質量和可靠性。1.2 遵循標準和原則設計

4、、建設農網智能配電臺區(qū)，遵循正在制定的農網智能配電臺區(qū)功能規(guī)范和國網公司企業(yè)標準農網配變監(jiān)控智能終端功能規(guī)范和技術條件和農網智能型低壓配電箱功能規(guī)范和技術條件 。建設農網智能配電臺區(qū)，遵循“標準設計、因地制宜”的基本原則。按負 荷區(qū)域規(guī)模大小和負荷密度、地理情況，進行技術比較，選出合理建設方案。根據配電臺區(qū)經濟發(fā)展基礎、負荷狀況和供電可靠性等實際需求，充分利用 原 有配電臺區(qū)的設備資源，選擇相應類型的智能配電臺區(qū)功能配置。11.3總體要求(1)配電變壓器：積極選用節(jié)能、降損、環(huán)保技術的變壓器，淘汰高耗能變壓器。新建和改造的智能配電臺區(qū)，推廣使用S11型及以上、非晶合金鐵心變壓器等節(jié)能型配電變壓

5、器；(2)智能低壓配電箱/柜：采用間隔單元的標準化、規(guī)范化設計，各間隔 單元按照功能模塊進行劃分，縱橫分區(qū)布置，相互獨立，實現“即插即用 ”，各 間隔單元配置內面板并有明顯標識；(3)智能配變監(jiān)控終端：對配電變壓 器運行信息進行采集，實現配變監(jiān)測與保護、電能計量設備管理、用電負荷管理、電能質量管理、臺區(qū)經濟運行1理、互動化管理、接入公用電網的用戶側分布式能源監(jiān)測與控制，并對采集 數 據進行管理和雙向傳輸。2第二章智能配電臺區(qū)功能配置智能配電臺區(qū)是應用配電變壓器側安裝的智能配變終端和用戶側安裝的智能電能表、智能用戶交互終端配合雙向高效通信信道實現配電臺區(qū)信息模型的標準化和臺區(qū)的智能化綜合管理，具

6、備“信息化、自動化、互動化”智能特 征 的配電臺區(qū)。根據負荷水平、負荷性質的不同，智能配電臺區(qū)可分為簡潔型、標準型和擴展型三種建設模式。2.1 簡潔型智能配電臺區(qū)2.1.1 適用范圍適用于100kVA以下容量較小，負荷水平較低或負荷分散的城郊和鄉(xiāng)村的 農網智能配電臺區(qū)。2.1.2 功能配置具備配電變壓器基本的監(jiān)測、保護、通信功能，實現配電臺區(qū)計量管理、 負荷管理和狀態(tài)監(jiān)測，并可選配用電信息管理和互動化管理功能。2.2 標準型智能配電臺區(qū)2.2.1 適用范圍適用于100kVA及以上，負荷水平中等及較高，分布相對集中的農網智能 配電臺區(qū)。2.2.2 功能配置具備配電變壓器基本的監(jiān)測、保護和通信功能

7、，實現配電臺區(qū)狀態(tài)監(jiān)測、 計量管理、負荷管理、無功補償控制、三相不平衡監(jiān)測、用電信息管理和互動化管理功能，并可選配配電臺區(qū)線損管理、經濟運行分析、分布式能源監(jiān)測與控制等高級應用功能。2.3 擴展型智能配電臺區(qū)2.3.1 適用范圍適用于負荷水平較高，電能質量要求高，用電負荷對電能質量有較大影響 的農網智能配電臺區(qū)2.3.2 功能配置具備配電變壓器基本的監(jiān)測、保護和通信功能，實現配電臺區(qū)狀態(tài)監(jiān)測、計量管理、負荷管理、廣義無功補償（動態(tài)諧波抑制、無功補償、三相不平 衡治理）、用H信息管理和互動化管理功能，并可選配配電臺區(qū)線損管理、經濟運 行分析等高級應用功能。14第三章建設方案根據新安縣試點配電臺區(qū)

8、的現狀及需求，20個試點配電臺區(qū)建設采用簡潔 型智能配電臺區(qū)。3.1 總體架構圖3-1智能配電臺區(qū)系統(tǒng)架構3.2 建設內容新安縣智能配電臺區(qū)改造建設內容包括配電變壓器、智能低壓配電箱/柜、智能電能表、智能用電終端、本地通信網絡、上行通訊網絡以及主站建設。3.2.1 配電變壓器試點臺區(qū)S7型及以下配電變壓器更換成節(jié)能型配電變壓器，積極使用 S11 型及以上、非晶合金鐵心變壓器等節(jié)能型配電變壓器。3.2.2 智能低壓配電箱/柜更換現有配電箱/柜，以符合智能低壓配電箱/柜標準的面向間隔分層分布式結構統(tǒng)一標準設計模式。各間隔單元配置內面板并有明顯標識，縱橫分區(qū)布 置,實現“即插即用”。電能麗管理單面I

9、計討和池儲改計單兀/進冊線單元料能配電空端單元圖3-2智能配電箱結構圖(1)進出線單元進出線端配置帶有電動操作機構，且具備明顯斷開標識的開關設備剩余電流動作保護器選用智能型 3c認證產品并具有通信 功能。(2)計量和測量表計單元改造更換為遵循Q/GDW 354-2009智能電能表功能規(guī)范具備防竊電功 能的多功能智能電表。(3)智能配變監(jiān)控終端單元配置智能配變監(jiān)控終端及其附屬配套設備。(4)電能質量管理單元配置一體化的與智能配變監(jiān)控終端配套的電能質量管理設備，主要包括無 功補償單元、有源濾波單元。配變容量在100kVA及以上的臺區(qū)均配置無功補償單元，其容 量配置原則按照變壓器容量的30%基本配置

10、。有源電力濾波器的容量根據臺 區(qū)的負荷狀況 及實際需求配置。3.2.3 智能電能表用智能電能表更換用戶現用舊式電能表，配合智能配變終端完成智能配電臺區(qū)的計量管理、負荷管理功能3.2.4 智能用電終端在用戶側安裝智能用電終端，配合智能配變終端，完成智能配電臺區(qū)狀態(tài) 監(jiān)測，配用電信息管理和互動化管理功能。3.2.5 本地通信網絡變壓器臺下行通信信道主要有低壓電力線載波、微功率無線通信、以太網 無源光網絡（EPON）等本地通信組網方式。新安縣20個智能配電臺區(qū)的下行通訊 采用低壓電力線載波通信。低壓電力線載波通信（LV PLC）是通過低壓電網（380/220V用戶線）載 波方式來傳送網絡數字信息。載

11、波信號頻率范圍應為3kHz500kHz,優(yōu)先選擇IEC 61000-3-8規(guī)定的電力部門專用頻帶 9kHz95kHz,通信速率通常在 1.510kbps之間。低壓帶電力線載波的基本頻帶為1MHz20MHz,擴展頻帶為3MHz100MHz,速率通常在1200kbps之間，發(fā)送功率頻譜密度在工作頻帶 內不大于50dBm/Hz,工作頻帶外不大于30dBm/Hz。3.2.6 上行通信網絡建議使用移動運營商GPRS通信方式。3.2.7 主站建設本部分設計納入“統(tǒng)一數據采集與集中監(jiān)控平臺”項目第四章系統(tǒng)功能智能配電臺區(qū)系統(tǒng)由數據采集與存儲和分析與管理兩大功能模塊組成。數 據采集與存儲模塊由終端設備、數據采

12、集模塊、實時歷史數據庫等部分組成，實現數據采集、上傳，數據存儲以及實時數據監(jiān)測等功能；數據分析與管理模塊實現臺區(qū)信息監(jiān)測、電能質量監(jiān)控、臺區(qū)異常報警、配變監(jiān)測分析、用電 信 息采集管理等功能。4.1 數據采集與存儲4.1.1 采集數據類型電能數據：總電能示值、各費率電能示值、總電能量、各費率電能量、最 大需量等；交流模擬量：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數等；工況數據：開關狀態(tài)、終端及計量設備工況信息；電能質量越限統(tǒng)計數據：電壓、功率因數、諧波等越限統(tǒng)計數據； 事件記錄數據：終端和電能表記錄的事件記錄數據；其他數據：預付費信息等4.1.2 采集方式主要采集方式有：(1)定時自動采集按采

13、集任務設定的時間問隔(包括典型日)自動采集終端數據，自動采集時間、內容、對象可設置。當定時自動數據采集失敗時，主站應有自動及人工補采功能，保證數據的完整性。(2)隨機召測數據根據實際需要隨時人工召測數據。如出現事件告警時，隨即召測與事件相 關的重要數據，供事件分析用。(3)主動上報數據在全雙工通道和數據交換網絡通道的數據傳輸中，允許終端啟動數據傳輸 過程(簡稱為主動上報)，«£要事件立即上報主站，以及按定時發(fā)送任務設置將數據定時上報主站。主站應支持主動上報數據的采集和處理。4.1.3數據存儲與維護數據采集與存儲模塊通過不同通道采集終端設備的實時數據后，通過數據預處理后存入實

14、時歷史數據庫，并通過實時歷史數據庫獨有的壓縮算法實現數據的最優(yōu)化存儲，形成數據倉庫，為各種應用系統(tǒng)提供唯一實時數據源。數據維護主要包括數據庫維護、通道管理、實時數據監(jiān)測等。數據庫維護：主要包括數據庫配置信息、服務運行等日常維護。通道管理：主要包括通信報文管理、登錄和心跳管理、通道監(jiān)測及異常報 警等。實時數據監(jiān)測：主要包括各變電所、臺區(qū)，電流、電壓、電量等實時數據 數、更新時間、狀態(tài)以及數據位置等相關信息的監(jiān)測。4.2數據分析與管理數據分析與管理是對配電變壓器(含公變、專變)信息進行采集、處理和實時監(jiān)控的系統(tǒng)，實現臺區(qū)信息監(jiān)測、集中抄表、電能質量監(jiān)控、漏電保護監(jiān)測管理、低壓線損分析、臺區(qū)異常運行

15、報警、配變環(huán)境監(jiān)測、臺區(qū)信息互動等功能。主要具有以下功能：(1)臺區(qū)信息監(jiān)測(2)電能質量監(jiān)控(3)臺區(qū)異常報警(4)配變監(jiān)測分析(5)用電信息采集管理4.2.1臺區(qū)信息監(jiān)測(1)臺區(qū)模擬量監(jiān)測對臺區(qū)模擬量進行監(jiān)測，管理并保存智能終端采集的模擬量數據，提供時問區(qū)間、數據類型等方式的查詢。主要數據包括：臺區(qū)電壓、電流、有功功 率、 無功功率、功率因數等。(2)臺區(qū)數字量監(jiān)測對臺區(qū)數字量進行監(jiān)測，管理并保存智能終端采集的數字量數據，提供時 問區(qū)間、數據類型等方式的查詢。主要數據包括：臺區(qū)總電能示值、總電能 量 等。(3)臺區(qū)狀態(tài)量監(jiān)測對臺區(qū)狀態(tài)量進行監(jiān)測，管理并保存狀態(tài)量數據，提供時間區(qū)間、數據類

16、型等方式的查詢。主要數據包括：開關狀態(tài)、配電監(jiān)測終端及計量設備工況信息等。(4)臺區(qū)環(huán)境監(jiān)測根據智能終端對外部環(huán)境進行檢測，主要有：溫度、濕度，變壓器油溫等。4.2.2電能質量監(jiān)控(1)臺區(qū)頻率監(jiān)測實時監(jiān)測配變臺區(qū)變壓器頻率狀況，并以圖形方式實時顯示選擇監(jiān)測的臺 區(qū)頻率情況。(2)臺區(qū)電壓監(jiān)測實時監(jiān)測配變臺區(qū)變壓器的線路電壓狀況，并以圖形方式實時顯示選擇監(jiān) 測的臺區(qū)電壓情況。(3)臺區(qū)諧波監(jiān)測監(jiān)測電流總及各次諧波電流日最大值及發(fā)生時間，統(tǒng)計電壓總及各次諧波電壓含有率及總畸變率日最大值及發(fā)生時間，以及電流電壓諧波日統(tǒng)計數據，并可對諧波異常事件進行查詢。(4)臺區(qū)三相不平衡監(jiān)測通過智能采集終端向主

17、站發(fā)送變壓器三相電流(或電壓)幅值監(jiān)測數據，根據配電變壓器三相負荷或者臺區(qū)下所屬用戶按相線電能量統(tǒng)計數據，計算三相不平衡度，并可以按照供電單位、線路、臺區(qū)等進行查詢。(5)智能采集終端運行狀況監(jiān)測自動監(jiān)測終端設備的運行情況，當監(jiān)測到終端設備故障時，產生故障事件，觸發(fā)故障處理流程。系統(tǒng)自動對終端的采集情況、通信情況進行統(tǒng)計分析。以 圖形方式實時顯示選擇監(jiān)測的終端的運行情況，生成終端采集情況、通信情 況 的統(tǒng)計報表。(6)臺區(qū)漏電保護器遠程測控根據業(yè)務需要提供面向臺區(qū)對象的控制方式選擇，管理臺區(qū)漏電保護器，并通過向終端下發(fā)控制投入和控制解除命令?？刂泼钕掳l(fā)、開關動作應有操作記錄。系統(tǒng)通過對臺區(qū)漏

18、電保護器的監(jiān)測可以保證配電安全正常的運行。4.2.3 臺區(qū)異常報警發(fā)生的所有報警都存儲在歷史數據庫中，以便分析系統(tǒng)情況。用戶可以使 用如下方式進行查詢：按地區(qū)、電壓等級、用戶類型等進行分類查詢按產生的時間查詢各種組合查詢(1)臺區(qū)電壓越限報警根據業(yè)務需要提供面向臺區(qū)對象的控制方式選擇，管理并設置電壓越限定值參數，并通過向終端下發(fā)控制投入和控制解除命令，集中管理終端執(zhí)行電壓控制?？刂茀导翱刂泼钕掳l(fā)、開關動作應有操作記錄。(2)臺區(qū)電流越限報警根據業(yè)務需要提供面向臺區(qū)對象的控制方式選擇，管理并設置電流越限定值參數，并通過向終端下發(fā)控制投入和控制解除命令，集中管理終端執(zhí)行電流控制?？刂茀导翱刂?/p>

19、命令下發(fā)、開關動作應有操作記錄。(3)臺區(qū)功率因數越限報警對用戶設定相應的功率因數分段定值，統(tǒng)計各分段定值內的時間；統(tǒng)計用戶指定時間段內的功率因數最大值、最小值；按供電單位對超標用戶分析統(tǒng)計、對用戶功率因數異常提供異常記錄等。(4)臺區(qū)失壓防盜報警根據業(yè)務需要提供面向臺區(qū)對象的控制方式選擇，管理并設置失壓定值參數，并通過向終端下發(fā)控制投入和控制解除命令，集中管理終端執(zhí)行電壓控制?？刂茀导翱刂泼钕掳l(fā)、開關動作應有操作記錄。（5）臺區(qū)缺相報警提示根據智能配電臺區(qū)系統(tǒng)采集來的配變日常運行實時數據，對配變缺相進行報警提示。并通過向終端下發(fā)控制投入和控制解除命令，集中管理終端執(zhí)行缺相控制?？刂茀导?/p>

20、控制命令下發(fā)、開關動作應有操作記錄。4.2.4 配變監(jiān)測分析（1）電壓合格率統(tǒng)計分析根據智能終端采集系統(tǒng)采集來的配變監(jiān)測數據，對電壓合格率進行統(tǒng)計分 析。包括變壓器名稱、查詢時間、電壓合格率、電壓越上限次數、電壓越下限次數。滿足各種條件查詢，可用圖形（曲線、棒圖、餅圖）展現并可輸出報表。（2）日負荷曲線統(tǒng)計分析根據智能配電臺區(qū)系統(tǒng)采集來的配變日常運行實時數據，以曲線圖（曲線、 棒圖、餅圖）形式對配變每日三相負荷進行分析，并在數據庫中進行存儲。當發(fā)現電能量示數曲線或電能量曲線異常時，生成相關的告警事件，并可輸出 報 表。（3）配變監(jiān)測信息日統(tǒng)計當完成日電能量示值（總、各費率）入庫后，根據日電能量示值（總、各 費率）計算日總電能量（總、各費率）。當發(fā)現電能量示值或日總電能量數據異 常時，生成相關的告警事件，可