《農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)信息統(tǒng)一采集與監(jiān)控技術(shù)研究【3200字】》

農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)信息統(tǒng)一采集與監(jiān)控技術(shù)研究目錄TOC\o"1-3"\h\u27299摘要 128870關(guān)鍵詞：信息統(tǒng)一采集；配電系統(tǒng)；監(jiān)控 1145821關(guān)鍵技術(shù)與建設(shè)需求 13991.1農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)需求 2290482農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集信息處理框架 2320182.1配電設(shè)備選型 2243052.2配網(wǎng)通信設(shè)計(jì) 3100423統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集處理框架的實(shí)現(xiàn) 5207033.1電能量采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集 6102083.2.蓄電池在線監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集 6216953.3工程建設(shè)應(yīng)用 628527總結(jié) 6摘要由于農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)信息系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)規(guī)范，各系統(tǒng)獨(dú)立建設(shè)。目前運(yùn)行的配電信息系統(tǒng)沒(méi)有充分考慮到信息共享，主要是各部門在不同時(shí)期根據(jù)業(yè)務(wù)需求委托不同廠家開(kāi)發(fā)，未形成統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和開(kāi)發(fā)工具。各個(gè)系統(tǒng)的信息不能在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行橫向和縱向流通，已在事實(shí)上形成了信息“孤島”，導(dǎo)致了系統(tǒng)間信息資源難以實(shí)現(xiàn)相互共享，造成維護(hù)困難、資源利用率低、項(xiàng)目重復(fù)建設(shè)、資金浪費(fèi)等問(wèn)題突顯。針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出了農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)統(tǒng)一信息采集與監(jiān)控技術(shù)，通過(guò)分析適合農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)的配電采集設(shè)備和通信系統(tǒng)，重點(diǎn)研究合適的分布式處理方式以實(shí)現(xiàn)信息采集與監(jiān)控的再設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)并軟件實(shí)現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集框架。關(guān)鍵詞：信息統(tǒng)一采集；配電系統(tǒng)；監(jiān)控1關(guān)鍵技術(shù)與建設(shè)需求配電網(wǎng)主要設(shè)備有：配電變壓器、隔離開(kāi)關(guān)、無(wú)功補(bǔ)償電容。1、配電變壓器。配電變壓器是一種靜電器具，它通過(guò)改變交流電壓和電流的電磁感應(yīng)來(lái)傳遞交流電能。通常安裝在桿式或配電站上，一般可將電壓6ー10kv降至400v左右輸入用戶。配電變壓器是一種靜態(tài)電氣設(shè)備，用于將一定的交流電壓、電流轉(zhuǎn)換成另一個(gè)或多個(gè)不同的電壓、電流，并保持相同的頻率。它的主要功能是輸送電能，因此額定容量是它的主要參數(shù)。額定容量是電力性能的習(xí)慣值，它是指?jìng)鬏敼β实拇笮。硎緸榍Х不蚯Х?，?dāng)變壓器的額定電壓，根據(jù)它來(lái)確定溫度上升限制在規(guī)定的條件下不超過(guò)額定電流。最節(jié)能的電力變壓器是非晶合金鐵心配電變壓器。其最大的優(yōu)點(diǎn)是空載損耗值非常低。2、隔離開(kāi)關(guān)。隔離開(kāi)關(guān)，即在子位置有符合規(guī)定絕緣距離要求和明顯斷開(kāi)跡象的觸點(diǎn);在正常電路狀態(tài)和短路狀態(tài)等異常情況下，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)可以輸送電流的開(kāi)關(guān)柜。隔離開(kāi)關(guān)的主要作用有：分閘后，建立可靠的絕緣間隙，將需要檢修的設(shè)備或線路與電源用一個(gè)明顯斷開(kāi)點(diǎn)隔開(kāi)，以保證檢修人員和設(shè)備的安全[4]。根據(jù)運(yùn)行需要，換接線路?？捎糜诰€路中小電流的分接，如套管充電電流、母線充電電流、連接器充電電流、短路電纜充電電流、開(kāi)關(guān)均衡器電容器電容電流、開(kāi)關(guān)雙母線環(huán)流、電壓互感器勵(lì)磁電流等。根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型的具體情況，可以對(duì)某型大容量變壓器的空載勵(lì)磁電流進(jìn)行劃分和組合。1.1農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)需求(1)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有基礎(chǔ)已完成試點(diǎn)的城市配電網(wǎng)一般已形成以電纜為主的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)供電方式，面向中壓配電網(wǎng)的通信系統(tǒng)建設(shè)具備一定的基礎(chǔ)，大量的環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱具備良好的運(yùn)行可靠性，與此相比農(nóng)網(wǎng)一般以架空線為主，部分農(nóng)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)中壓線路的聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)，中壓通信系統(tǒng)應(yīng)用欠缺，開(kāi)關(guān)一般無(wú)法滿足三遙要求，建設(shè)配電自動(dòng)化需要的設(shè)備改造工程規(guī)模較大。(2)系統(tǒng)功能與信息集成已完成試點(diǎn)的城市配電自動(dòng)化建設(shè)了信息交互總線，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)與配電相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息集成，提升了對(duì)城市配電網(wǎng)的綜合管理能力。但以供電所為應(yīng)用主體的農(nóng)網(wǎng)配電自動(dòng)化不具備系統(tǒng)集成的條件和處理復(fù)雜事故的調(diào)度能力。對(duì)于配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用功能需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。(3)可靠要求與投資規(guī)模農(nóng)網(wǎng)與城市配電網(wǎng)的負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求不同，國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)和城市配電網(wǎng)的投資同樣存在很大的差距，資金短缺問(wèn)題長(zhǎng)期困擾農(nóng)網(wǎng)的發(fā)展。2農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集信息處理框架2.1配電設(shè)備選型柱上開(kāi)關(guān)、開(kāi)閉所等一次設(shè)備柱上開(kāi)關(guān)、開(kāi)閉所等一次設(shè)備FTU、DTU等二次設(shè)備配電自動(dòng)主站EPON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)柱上、箱式調(diào)容變等一次設(shè)備智能配電終端、TTU等二次設(shè)備GPRS無(wú)線公網(wǎng)智能臺(tái)區(qū)主站系統(tǒng)配電自動(dòng)化系統(tǒng)智能臺(tái)區(qū)系統(tǒng)農(nóng)網(wǎng)典型供電模式圖1農(nóng)網(wǎng)典型配電系統(tǒng)建立基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)信息采集與監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)地理信息系統(tǒng)(GIS)對(duì)不同自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和發(fā)布，并按信息化管理的要求，向電網(wǎng)管理層各應(yīng)用子系統(tǒng)提供生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。隨著供電可靠性、自動(dòng)化水平的要求也在不斷提髙。電力設(shè)備能否正常可靠地運(yùn)行，主要取決于其質(zhì)量和可靠性。幾十年來(lái)大量電力設(shè)備的運(yùn)行己經(jīng)取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)目前技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，新材斜應(yīng)用，提高設(shè)備的質(zhì)量和性能起到了積極的作用。2.2配網(wǎng)通信設(shè)計(jì)目前配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)包括配電自動(dòng)化、配變監(jiān)測(cè)兩種主要業(yè)務(wù)。但不管是對(duì)各配電終端信息的采集，對(duì)采集的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)管理和遠(yuǎn)程傳輸，都要依附于通信網(wǎng)來(lái)承載這些業(yè)務(wù)。在實(shí)際工程中，為了滿足配電自動(dòng)化的要求，從而構(gòu)成混合通信系統(tǒng)[8]。圖2農(nóng)網(wǎng)配電系統(tǒng)信息采集與監(jiān)控通信混合系統(tǒng)圖第一層是市區(qū)的配電管理中心和配電自動(dòng)化分站之間，通過(guò)規(guī)劃中擬建設(shè)的光纖通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)保證通信，郊縣的配電自動(dòng)化分站與中心的通信可以通過(guò)規(guī)劃中的微波通訊接入到市區(qū)的光纖通信網(wǎng)絡(luò)，最終傳輸至配電管理中心的主站。第二層配電自動(dòng)化每一個(gè)分站分別負(fù)責(zé)聯(lián)系所歸屬的配電管理中心，同時(shí)對(duì)本區(qū)域范圍內(nèi)的配電自動(dòng)化信息負(fù)責(zé)處理。區(qū)域內(nèi)的大用戶、變電所、主要線路開(kāi)關(guān)站等主要站點(diǎn)可以運(yùn)用光纖、一點(diǎn)多址無(wú)線通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)與配電自動(dòng)化分站的數(shù)據(jù)交換和通信。第三層小型配電站所和線路柱上開(kāi)關(guān)與上級(jí)變電站之間的數(shù)據(jù)通信，可以選用擴(kuò)頻通800MHz窄帶無(wú)線或者是電力載波等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集處理框架的實(shí)現(xiàn)為了安全、穩(wěn)定、快速地實(shí)現(xiàn)各個(gè)的控制系統(tǒng)、用戶電表、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集工作，所提供的數(shù)據(jù)采集接口平臺(tái)包括目前主流生產(chǎn)控制系統(tǒng)、用戶電表以及電氣相關(guān)系統(tǒng)的所有接口。在采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)，只需在相應(yīng)的接口采集前端設(shè)備上安裝接口平臺(tái)，并配置相應(yīng)接口協(xié)議的驅(qū)動(dòng)模塊參數(shù)、IO點(diǎn)表、IP、權(quán)限等內(nèi)容即可完成數(shù)據(jù)的采集工作。配置模式具體如圖4-1所示。圖3統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集信息處理架構(gòu)配置模式采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)該接口平臺(tái)上傳至實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，上傳過(guò)程中：(1)對(duì)來(lái)源不同的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一的維護(hù)和管理。(2)在采集前置機(jī)側(cè)網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)后可以從通信子站的歷史保持中補(bǔ)充故障期間的數(shù)據(jù)到實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中。(3)可配置數(shù)據(jù)上傳的方式和頻率。(4)考慮到可能的網(wǎng)絡(luò)故障，在該處接口的發(fā)送端建立數(shù)據(jù)緩存，一旦網(wǎng)絡(luò)傳輸出現(xiàn)中斷時(shí)，可以存儲(chǔ)1個(gè)月以上的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)不丟失。另外，統(tǒng)一接口平臺(tái)系統(tǒng)采用組件式架構(gòu)，可在當(dāng)前的程序上動(dòng)態(tài)的添加新的協(xié)議模塊，獲取新的功能，并且用戶可根據(jù)需要開(kāi)發(fā)新的模塊，與現(xiàn)有協(xié)議模塊協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能需求。調(diào)控一體他系統(tǒng)通過(guò)CIM模型方式發(fā)送數(shù)據(jù)文件到前置機(jī)，前置機(jī)解析數(shù)據(jù)文件寫入實(shí)時(shí)值到數(shù)據(jù)庫(kù)。安全防護(hù)：不同安全分區(qū)之間，采用單向隔離裝置進(jìn)行隔離。采集方式：統(tǒng)一接口平臺(tái)部署在調(diào)控一體化系統(tǒng)前置機(jī)。調(diào)控一體化系統(tǒng)在安全I(xiàn)II區(qū)配置有鏡像服務(wù)器，可直接發(fā)送數(shù)據(jù)至統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集與集中監(jiān)控平臺(tái)的采集前置機(jī)，然后通過(guò)采集前置機(jī)將數(shù)據(jù)發(fā)送至實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。主要功能：解析調(diào)控一體化系統(tǒng)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)包文件，并發(fā)送至實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。接口方式及規(guī)約：采用由調(diào)控一體化系統(tǒng)主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)包文件的方式。3.1電能量采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集電能量相關(guān)數(shù)據(jù)從pi數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行采集，接口方式采用apiopcserver、odbc的方式。采集的主要數(shù)據(jù)類型電能表表底數(shù)據(jù)有：負(fù)荷曲線數(shù)據(jù)；遙測(cè)量數(shù)據(jù)；總、峰、平、谷、尖時(shí)段表底數(shù)據(jù)；總、峰、平、谷、尖時(shí)段需量；凍結(jié)值(日凍結(jié)值、月凍結(jié)值)；電表狀態(tài)和事項(xiàng);終端狀態(tài)和事項(xiàng)；通信狀態(tài)和事項(xiàng);電能量采集狀況。3.2.蓄電池在線監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)下層設(shè)備提供opc的方式，以opc的方式與蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上層應(yīng)用api的方式從一體化信息平臺(tái)獲取所需要的數(shù)據(jù)。3.3工程建設(shè)應(yīng)用工程應(yīng)用結(jié)果表明，該系統(tǒng)的處理方式、系統(tǒng)功能和技術(shù)指標(biāo)能夠滿足農(nóng)村電網(wǎng)數(shù)字化信息管理的要求和特點(diǎn)，滿足配電網(wǎng)傳統(tǒng)的分布式管理和