配電網智能監(jiān)控管理系統技術方案

目錄TOC\o"1-3"\h\u5910一、項目背景 3138971.1、項目背景 317292二、選題理由 4239062.1、問題提出 411382.2、擬定課題項目 417726三、設定目的及可行性分析 4260673.1目的設定 431573.1.1數據采集規(guī)范化，科學化 5113913.1.2實現遠程控制，自動報警 5193623.1.3實現手動或者自動調節(jié)負荷平衡。 5325753.1.4溫度數據采集 5167733.1.5實現數據和資源共享 6293883.1.6減少勞動強度，提高工作效率 621423.1.7提示顧客服務質量和供電可靠性 6221193.2目的實現可行性分析 6243853.2.1配電監(jiān)控終端 633.2.2綜合剩余電流斷路器 7320713.2.3遙控相位自動切換開關 7292053.2.4系統軟件 727702四、提出方案 765654.1方案的提出 734804.1.1配電網智能監(jiān)控管理系統 735674.2方案的選擇 8177974.2.1方案 8198104.2.2最佳方案的擬定 824735五、具體技術方案 8169835.1功效特點 11141045.2硬件配備： 1116775.3軟件平臺： 13237345.4軟件模塊功效 14254875.5具體解決方案 16282135.6軟件配備 1732545六、效益分析 2456.1經濟效益 24235856.1.1減少臺區(qū)低壓線損率的經濟效益 24313156.1.2設備管理的經濟效益 24234356.2管理效益 2441346.3社會效益 251662七、總結 25低電壓二級聯調綜合解決方案智能配電網監(jiān)控管理系統一、項目背景1.1、項目背景隨著農村“三相不平衡負荷”治理以及“低電壓”綜合治理工作的開展，各縣公司積累了大量的農村臺區(qū)的綜合普查和治理數據，這些數據現在只是手工進行收集和人工匯總，顯出了下列問題：數據量大，例如農村低電壓顧客的普查數據每縣的數據就在2萬多條以上，尚有大量的匯總數據和報表。明明懂得某個臺區(qū)的數據不平衡，有時候只能進行人工的去調節(jié)負荷，但是人工調節(jié)負荷就面臨改線換線等某些列問題，操作起來十分困難。臺區(qū)監(jiān)控不到位，不能及時監(jiān)測到臺區(qū)的運行狀況，例如臺區(qū)漏電流狀況，臺區(qū)油溫，接線柱溫度，以及不能實現臺區(qū)運行自動化等。臺區(qū)現行的開關耗能較大，但愿能尋找一款無耗能的綜合斷路器替代。數據只是以紙質或者電力文檔的模式存在，不方便歸集和解決大量原始數據和基礎數據分散在個基層單位，只是簡樸的堆積，要查詢起來很難，更不用說進行統計和分析了。數據統計和解決速度太慢，這樣就造成數據上報不及時，甚至容易出現統計數據遺漏和出錯的發(fā)生。人工解決工作量大，最為核心重要的基礎數據無法分析和共享。不方便上級單位監(jiān)管基層工作。二、選題理由2.1、問題提出某些地方配電網線路末端電壓較低（達160V左右）的問題相稱突出，嚴重影響了國家“家電下鄉(xiāng)”政策的實施，為此國家總理溫家寶有過專門的批示，國網公司也因此于12月16日在安徽屯溪召開了全國電力系統低電壓綜合治理睬議，將配電網低電壓綜合治理問題正式納入各地電力部門的一項重要工作。低電壓綜合治理，重要分為三個層面，首先是配電網的合理性（變壓器的容量匹配、線路線徑大小的匹配、供電線路半徑的長短）；另首先，配電網的技術水平高低；最后，加強客戶的用電管理。以前三相負荷調節(jié)都是電工自己到臺區(qū)去測量電流，采集多個點、次后才能夠調節(jié)。在調節(jié)的時候，需要斷線、換相，費工費時，效率很低，三相負荷的調節(jié)既滯后，又很不精確。2.2、擬定課題項目為解決以上以上農村臺區(qū)綜合治理的問題，為發(fā)揮科學服務社會的作用，借助當代信息技術和網絡技術，提高農村臺區(qū)綜合治理的能力，在局領導的統一布署下，我市電力公司啟動了臺區(qū)低電壓和負荷不平衡調節(jié)二級聯調系統的課題，以解決日益增加的各級電網各類負荷不平衡調節(jié)和低電壓問題。三、設定目的及可行性分析3.1目的設定為配合臺區(qū)負荷不平衡和低電壓治理，建議配電網智能監(jiān)控系統分步分階段進行實施，重要目的以下：3.1.1數據采集規(guī)范化，科學化能夠及時采集到臺區(qū)的用電負荷，電壓電流，功率等一系列配變參數，用于臺區(qū)基本數據的掌握。具體參數涉及（現在總有功功率，現在A,B,C有功功率，現在總無功功率，現在A,B,C無功功率，現在總功率因數，現在A,B,C功率因數，現在A,B,C相電壓，現在A,B,C相電流，現在零序電流，現在總視在功率，現在A,B,C視在功率，正向有功總電能，費率1，2，3，4有功總電能，反向有功總電能，費率1，2，3，4反向有功總電能，正向無功總電能，費率1，2，3，4正向無功總電能，反向無功總電能，費率1，2，3，4反向無功總電能）3.1.2實現遠程控制，自動報警如果臺區(qū)出現異常狀況，可通過調度軟件進行臺區(qū)操作，例如分閘、合閘、控制繼電器等操作。如果表箱出出現供電異常，能夠通過系統實現遠程分閘，合閘和參數操作等。軟件實時監(jiān)測線路運行狀況，通過臺區(qū)終端，實現第一時間告警，預警功效。圖形化監(jiān)控上會直接定位是哪個變壓器出現故障，變壓器運行的顏色有綠色變成紅色，提示告警。3.1.3實現手動或者自動調節(jié)負荷平衡。設定好臺區(qū)最高限制的不平衡率，能夠通過系統實現人工或者自動的對換相開關實現換相，用于自動調節(jié)負荷平衡，使其線路的不平衡率降到預定的不平衡率下列。并能夠通過軟件查詢現在線路的負荷狀況，顧客在某相的使用狀況等具體具體信息。3.1.4溫度數據采集能夠采集臺區(qū)的油溫以及出線側的接線柱溫度。并通過網絡實時報警，變化了以往通過人工測試或者通過紅外測試儀測試的手段，大大簡化了工作強度，節(jié)省了工作時間，并能夠得到相稱精確的溫度，直觀反映臺區(qū)運行狀況。3.1.5實現數據和資源共享通過本次系統的設計，擺脫傳統的手工解決信息方式，運用先進的信息技術和網絡技術，實現部門，縣公司、地市公司、省公司之間的信息暢通化，促使各部門的信息和知識共享，同時為領導決策提供了數據根據，便于領導及時掌握實際狀況。3.1.6減少勞動強度，提高工作效率通過本套系統的應用，大大減少在調節(jié)線路平衡當中繁瑣的工作環(huán)節(jié)，減少人為因素的加入，避免了工作的盲目性，減少了工作強度，調節(jié)負荷只需要工作人員在系統在操作，就可實現以前非常棘手的問題，大大了提高工作效率。3.1.7提示顧客服務質量和供電可靠性通過本系統的開發(fā)和應用，能夠掌握每個線路的三相負荷不平衡調節(jié)狀況和農村低電壓工作進展狀況，掌握農村破舊臺區(qū)的改造狀況，更加好的服務了顧客，提高供電可靠性。3.2目的實現可行性分析研發(fā)組員有15名，其中高級工程師5名，工程師8名，助理工程師2名，含有良好的理論基礎和豐富的工作經驗。3.2.1配電監(jiān)控終端配電監(jiān)控終端采用新式的國家電網規(guī)定的原則殼體，以DL/T698.41-為基本通訊合同，配有載波模塊和無線通訊模塊，工作穩(wěn)定可靠，并獲得國家專利。3.2.2綜合剩余電流斷路器采用山東卓爾電氣發(fā)明專利技術，該技術已經被國家列入火炬計劃推廣項目，解決了陰雨天電網漏電大，投不住的問題，含有斷零，過壓，過流跳閘功效。3.2.3遙控相位自動切換開關采用帶有無線或載波傳輸的鎖扣電磁式單相剩余電流斷路器或相位切換開關，能夠同時監(jiān)測相線路的末端電壓、表箱單元的漏電電流和電流，本技術已經獲得國家發(fā)明專利。3.2.4系統軟件采用和sqlserver為平臺，由多個工作經驗豐富的人員進行開發(fā)，確保系統穩(wěn)定，安全運行。因此本項目可行四、提出方案4.1方案的提出小組研制的思路和預期效果本著結合現場實際對配電網監(jiān)控系統安裝進行分解分析，一共提出1套方案，分別以下：4.1.1配電網智能監(jiān)控管理系統上位機軟件通過采集的數據，自動分析，計算不平衡率和三相電流平均值，找到哪相的負荷較重，然后計算需要調節(jié)多少負荷，系統通過查找該相上的換相開關的平均負荷量，計算需要調節(jié)哪幾個換相開關，工作人員只需要在電腦前一鍵執(zhí)行，就能夠實現對線路負荷的調節(jié)。并可統計出臺區(qū)的電壓，電流峰值，三相負荷率，電壓合格率，分支線路的負荷等信息。在臺區(qū)部分，采用：1、配電監(jiān)控終端采集一級開關的三相電流數據，以及電表數據和換相開關數據等。剩余電流斷路器采集分支的三相電流，漏電流，實現遠控分閘，合閘，同時含有斷零、過流、過壓跳閘，自動重疊閘。在顧客表箱處，采用：3、相位自動切換開關采用遙控自動換相開關，用于自動換相，調節(jié)負荷，遠控分合閘，同時含有鎖扣式設計，不耗電，漏電跳閘等功效。4.2方案的選擇4.2.1方案采用監(jiān)控終端能夠把臺區(qū)的參數，涉及電表的參數，分支線路的負荷都采集到系統中來，自動計算其負荷和不平衡率，大大減少了成本，也減少了維護強度。在調節(jié)方面，采用遙控自動換相開關，只需要調節(jié)次處開關的相位就能夠實現相位的調相，不用更改顧客的接線構造，一次投入，能夠多次使用節(jié)省了大量的成本，提高了工作效率，并能夠靈活控制。4.2.2最佳方案的擬定通過小組的研討，如果要調節(jié)線路平衡，需要把握兩點：調節(jié)負荷需要從線路底層調節(jié)，僅僅從臺區(qū)調節(jié)是錯誤的。調節(jié)負荷需要一種平均值，通過瞬時值調節(jié)負荷也是不規(guī)范，不對的的。一致認為此方案能夠實現線路負荷調節(jié)和末端電壓的監(jiān)測治理。五、具體技術方案該系統通過初步的試裝，達成了預期的研究目的。有效的解決了臺區(qū)數據采集不規(guī)范，負荷調節(jié)不科學的混亂局面，在數據集中管理，自動繪制圖形，分析功效，流程管理等方面含有創(chuàng)新性，如果應用到農網改造當中，必然起到事半功倍的作用。由卓爾電氣自主研發(fā)的自動換相開關，科學的實現了三相負荷間的相位自動轉換，改寫了幾十年來由人工手動調節(jié)三相負荷平衡的歷史，彌補了國內市場空白，該產品與智能配電網監(jiān)控終端和電子式漏電斷路器，共同構成三相負荷平衡系統，讓三相負荷平衡調節(jié)變得更科學、更輕松，它同時能夠實現支路電流和漏電以及線路末端電壓的監(jiān)測。圖5-1系統網絡示意圖5.1功效特點本技術方案重要能夠實現配電參數監(jiān)測、溫度監(jiān)測、遠程抄表、線路換相負荷調平衡、線路末端低電壓監(jiān)測、遠程控制等方面的問題。圖5-2拓撲圖5.2硬件配備：監(jiān)控終端智能配電網監(jiān)控終端通過485通訊與三相數字電度表、剩余電流斷路器等連接，及通過無線和載波與自動換相開關連接，由GPRS通訊將全部監(jiān)測的數據上傳到系統平臺，不僅能實現三相負荷平衡的自動調節(jié)和線路末端低電壓的監(jiān)測與改善，還能實現營銷管理（配電參數監(jiān)測、遠抄、遠控）剩余電流斷路器或者三相數字電度表將電子式剩余電流斷路器安裝在配電網低電壓側各供電支路上，運用斷路器或電度表電流監(jiān)測的功效，通過485通訊接口將各支路相線電流上傳至系統平臺，從而實現三相負荷平衡自動調節(jié)的一級監(jiān)測根據。鎖扣式換相開關采用帶有無線和載波傳輸或485通訊接口的自動換相開關，同時監(jiān)測相線路的末端電壓、表箱單元的電流，并由監(jiān)控終端上傳至系統平臺，后臺軟件根據支路三相負荷的不平衡狀況對相線負荷大小做出調節(jié)決定，由換相開關進行相線負荷相位的自動調節(jié)，從而實現“低電壓”二級聯調。系統平臺軟件平臺能夠得到臺區(qū)及支路電流的數據，掌握支路及各單元表箱的用電狀況，不僅實現了同一時刻三相總路、支路負荷不平衡率的監(jiān)測，且根據每個支路三相負荷平均不平衡率的狀況，來擬定相線路中部分表箱電源的相位，其根據每個表箱單元的平均電流值，按照由大到小的原則，最大程度的減少了所要調節(jié)電源的表箱。5.3軟件平臺：5.3.1、項目基于瀏覽器模式的開發(fā)重要功效層次劃分1）從管理層面：分為三級管理制度，一級管理員能夠查看，修改編輯以及增加顧客等全部權限的操作，重要分派給系統管理員和技術專工。二級為普通管理員，三級為普通權限，權限劃分合用整個系統。2）從功效層面:分為基礎數據管理，基礎查詢、圖形監(jiān)控、數據分析、遠程控制剩余電流斷路器、遠程控制換相開關設備、數據采集、理論計算、信息提示、遠程抄表、三相負荷分析調節(jié)，報表打印等功效。5.3.2、系統平臺模式規(guī)劃webserver模式5.3.3、數據庫的選型規(guī)劃MicrosoftSQLserver5.3.4、操作系統選型規(guī)劃服務器操作系統選用windowserverwindow.netframe4.0瀏覽器為IE6.0及以上。5.3.5、通信方式：采用公網通訊技術或者VPN通訊技術與配電監(jiān)控終端通訊,終端與設備采用RS485,小無線以及電力載波通訊方式.5.3.6、重要采集方式1)定時自動采集按設定時間間隔自動采集終端數據，自動采集時間、內容、對象可設立，最小采集間隔可設立。當定時自動數據采集失敗時，主站應有自動補采功效，確保數據的完整性。2)典型日數據采集按設定的典型日和采集間隔采集功率、電能量、電壓、電流等數據。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），將重要事件立刻上報主站，以及按定時發(fā)送任務設立將數據定時上報主站。主站應支持主動上報數據的采集和解決。5.4軟件模塊功效5.4.1、基礎數據管理組織構造管理線路管理配電臺區(qū)數據管理監(jiān)控終端設立遠程抄表設立其它配備5.4.2、數據統計分路線路的三相電流，漏電流的檢測統計表箱電壓、電流、漏電流的檢測配電網遙信數據統計遠程抄表數據統計溫度數據的統計配電網運行統計峰值統計三相不平衡率統計過電壓數據統計過負荷數據統計5.4.3、可視化圖形界面圖形化監(jiān)控功效，圖形展示，理解線路狀況以及每個臺區(qū)的運行狀態(tài)和負荷狀況.5.4.4、配電網監(jiān)控報警功效設備單元越限告警抄表失敗告警溫度越限告警臺區(qū)停電告警遙信狀態(tài)告警5.4.5、監(jiān)控數據的分析顯示監(jiān)控數據的曲線圖、棒圖、餅圖等線損分析其它，涉及過壓，過負荷，線損，以及不平衡率等有關信息5.4.6、事件統計、查詢與顯示配電網控制操作統計、查詢與顯示監(jiān)控數據、抄表數據及運行狀態(tài)異常報警統計、查詢與顯示5.4.7、報表生成監(jiān)控數據、抄表數據、事件統計等的報表數據算法設計報表自動生成報表打印、存儲、統計5.4.8、顧客管理顧客分級管理顧客權限管理顧客操作日志5.4.9、系統接口提供第三方系統訪問本系統的驅動接口，例如GIS系統接口;可實現對第三方系統的訪問;與其它C/S或者B/S構造系統實現界面鏈接，即作為統一平臺管理其它軟件;5.5具體解決方案5.5.1農網改造規(guī)劃設計的因素造成及三相負荷不平衡的調節(jié)系統原理根據支路三相相線負荷平均不平衡率的狀況，和支路相線電流的平均值，來擬定相線間負荷的調節(jié)，從而實現支路三相負荷的平衡及線路末端低電壓的改善。解決方案由系統軟件平臺與智能配電網監(jiān)控終端、電子式漏電斷路器（支路）或三相電度表、及自動換相開關（相線路表箱）等四部分構成。由安裝在支路上的電子式漏電斷路器，獲取各支路三相線路的相線電流，由485通訊傳至監(jiān)控單元。由安裝在相線路上各單元表箱中的自動換相開關，獲取各表箱單元的電流與電壓，并由無線和載波通訊上傳至監(jiān)控單元。最后，由監(jiān)控單元將所監(jiān)測到的各支路相線電流及各表箱單元的電流與電壓，一并由GPRS上傳至系統平臺。系統軟件根據設定的不平衡率上限值及調節(jié)周期，和各支路三相相線負荷平均不平衡率的狀況，及各支路相線電流平均值大小，來擬定與否進行相線間負荷的調節(jié)。再根據相線中表箱單元的電流平均值，按照由大到小的次序來擬定具體所要調節(jié)的哪幾個表箱。最后，根據設定的調節(jié)時刻，由系統軟件平臺發(fā)出指令，經監(jiān)控單元下傳至自動換相開關，來完畢單元表箱電源相位的自動轉換，從而實現支路三相負荷平衡的自動調節(jié)。它改寫了過去幾十年來由人工調節(jié)三相負荷平衡的歷史，克服了為調節(jié)三相負荷平衡去分時段測量各支路相線電流，以及估算表箱單元電流所帶來的麻煩和不精確性。讓三相負荷平衡調節(jié)變得更科學，更輕松，同時實現了線路末端電壓的監(jiān)測與改善。農村“低電壓”二級聯調綜合解決方案，已被越來越多的電力公司所承認，并得以快速推廣。5.6軟件配備5.6.1顧客登錄及管理系統顧客基本設立：簡潔明了的顧客管理，為系統的安全性提供了可靠保障。不同的顧客權限能夠限制不用顧客的需要。圖5-6-1顧客登錄界面圖5-6-2顧客登錄界面及權限設立5.6.2組織構造管理根據顧客的權限不同，所管理的組織構造也不同，系統管理員能夠實現對于整個系統的管理和設立，例以下圖圖5-6-3組織構造管理5.6.3變電站和線路管理每個變電站下都會有多個線路構成，填好線路管理后，顧客能夠根據權限訪問自己所在供電所下面的線路圖5-6-4線路管理5.6.4臺區(qū)終端管理臺區(qū)終端負責信息的傳輸和執(zhí)行，每個終端都可采集到臺區(qū)的電表信息，剩余電流斷路器的數據以及顧客處的換相開關的數據。圖5-6-5 終端信息錄入5.6.5電表數據錄入圖5-6-6開關電表數據錄入5.6.6圖形化監(jiān)控通過圖形化，能