配電網(wǎng)智能監(jiān)控管理系統(tǒng)技術方案

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 項目背景 21.1、 項目背景 2\o"CurrentDocument"二、 選題理由 3\o"CurrentDocument"2.1、 問題提出 3\o"CurrentDocument"2.2、 確定課題項目 3\o"CurrentDocument"三、 設定目標及可行性分析 3\o"CurrentDocument"3.1目標設定 3\o"CurrentDocument"3.1.1數(shù)據(jù)采集規(guī)范化，科學化 3\o"CurrentDocument"3.1.2實現(xiàn)遠程控制，自動報警 4\o"CurrentDocument"3.1.3實現(xiàn)手動或者自動調(diào)整負荷平衡。 4\o"CurrentDocument"3.1.4溫度數(shù)據(jù)采集 4\o"CurrentDocument"3.1.5實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源共享 4\o"CurrentDocument"3.1.6降低勞動強度，提高工作效率 4\o"CurrentDocument"3.1.7提示用戶服務質(zhì)量和供電可靠性 53.2目標實現(xiàn)可行性分析 5\o"CurrentDocument"3.2.1配電監(jiān)控終端 5\o"CurrentDocument"3.2.2綜合剩余電流斷路器 5\o"CurrentDocument"3.2.3遙控相位自動切換開關 5\o"CurrentDocument"3.2.4系統(tǒng)軟件 5四、 提出方案 6\o"CurrentDocument"4.1方案的提出 6\o"CurrentDocument"4.1.1配電網(wǎng)智能監(jiān)控管理系統(tǒng) 6\o"CurrentDocument"4.2方案的選擇 64.2.1方案 6\o"CurrentDocument"4.2.2最佳方案的確定 7\o"CurrentDocument"五、 詳細技術方案 7\o"CurrentDocument"5.1功能特點 7\o"CurrentDocument"5.2硬件配置： 7\o"CurrentDocument"5.3軟件平臺： 8\o"CurrentDocument"5.4軟件模塊功能 9\o"CurrentDocument"5.5詳細解決方案 11\o"CurrentDocument"5.6軟件配置 12六、 效益分析 146.1經(jīng)濟效益 錯誤！未定義書簽。6.1.1降低臺區(qū)低壓線損率的經(jīng)濟效益 錯誤！未定義書簽。6.1.2設備管理的經(jīng)濟效益 錯誤！未定義書簽。6.2管理效益 錯誤！未定義書簽。6.3社會效益 錯誤！未定義書簽。七、 總結 14低電壓二級聯(lián)調(diào)綜合解決方案----智能配電網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)一、項目背景1.1、項目背景隨著農(nóng)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(nóng)村臺區(qū)的綜合普查和治理數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)目前只是手工進行收集和人工匯總，顯出了以下問題：1、 數(shù)據(jù)量大，比如農(nóng)村低電壓用戶的普查數(shù)據(jù)每縣的數(shù)據(jù)就在2萬多條以上，還有大量的匯總數(shù)據(jù)和報表。2、 明明知道某個臺區(qū)的數(shù)據(jù)不平衡，有時候只能進行人工的去調(diào)整負荷，但是人工調(diào)整負荷就面臨改線換線等一些列問題，操作起來十分困難。3、 臺區(qū)監(jiān)控不到位，不能及時監(jiān)測到臺區(qū)的運行情況，比如臺區(qū)漏電流情況，臺區(qū)油溫，接線柱溫度，以及不能實現(xiàn)臺區(qū)運行自動化等。4、 臺區(qū)現(xiàn)行的開關耗能較大，希望能尋找一款無耗能的綜合斷路器替代。5、 數(shù)據(jù)只是以紙質(zhì)或者電力文檔的模式存在，不方便歸集和處理6、 大量原始數(shù)據(jù)和基礎數(shù)據(jù)分散在個基層單位，只是簡單的堆積，要查詢起來很難，更不用說進行統(tǒng)計和分析了。7、 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理速度太慢，這樣就造成數(shù)據(jù)上報不及時，甚至容易出現(xiàn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)遺漏和出錯的發(fā)生。8、 人工處理工作量大，最為關鍵重要的基礎數(shù)據(jù)無法分析和共享。9、不方便上級單位監(jiān)管基層工作。二、 選題理由2?1、問題提出一些地方配電網(wǎng)線路末端電壓較低（達160V左右）的問題相當突出，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指示，國網(wǎng)公司也因此于2010年12月16日在安徽屯溪召開了全國電力系統(tǒng)低電壓綜合治理會議，將配電網(wǎng)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，主要分為三個層面，首先是配電網(wǎng)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）；其次，配電網(wǎng)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(diào)整都是電工自己到臺區(qū)去測量電流，采集多個點、次后才可以調(diào)整。在調(diào)整的時候，需要斷線、換相，費工費時，效率很低，三相負荷的調(diào)整既滯后，又很不準確。2.2、確定課題項目為解決以上以上農(nóng)村臺區(qū)綜合治理的問題，為發(fā)揮科學服務社會的作用，借助現(xiàn)代信息技術和網(wǎng)絡技術，提升農(nóng)村臺區(qū)綜合治理的能力，在局領導的統(tǒng)一部署下，我市電力公司啟動了臺區(qū)低電壓和負荷不平衡調(diào)整二級聯(lián)調(diào)系統(tǒng)的課題，以處理日益增長的各級電網(wǎng)各類負荷不平衡調(diào)整和低電壓問題。三、 設定目標及可行性分析3.1目標設定為配合臺區(qū)負荷不平衡和低電壓治理，建議配電網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)分步分階段進行實施，主要目標如下：3.1.1數(shù)據(jù)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(shù)，用于臺區(qū)基本數(shù)據(jù)的掌握。具體參數(shù)包括（當前總有功功率，當前A,B,C有功功率，當前總無功功率，當前A,B,C無功功率，當前總功率因數(shù)，當前A,B,C功率因數(shù)，當前A,B,C相電壓，當前A,B,C相電流，當前零序電流，當前總視在功率，當前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(xiàn)遠程控制，自動報警如果臺區(qū)出現(xiàn)異常情況，可通過調(diào)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(xiàn)供電異常，可以通過系統(tǒng)實現(xiàn)遠程分閘，合閘和參數(shù)操作等。軟件實時監(jiān)測線路運行情況，通過臺區(qū)終端，實現(xiàn)第一時間告警，預警功能。圖形化監(jiān)控上會直接定位是哪個變壓器出現(xiàn)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(xiàn)手動或者自動調(diào)整負荷平衡。設定好臺區(qū)最高限制的不平衡率，可以通過系統(tǒng)實現(xiàn)人工或者自動的對換相開關實現(xiàn)換相，用于自動調(diào)整負荷平衡，使其線路的不平衡率降到預定的不平衡率以下。并可以通過軟件查詢當前線路的負荷情況，用戶在某相的使用情況等具體詳細信息。3.1.4溫度數(shù)據(jù)采集可以采集臺區(qū)的油溫以及出線側的接線柱溫度。并通過網(wǎng)絡實時報警，改變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，并可以得到相當準確的溫度，直觀反映臺區(qū)運行情況。3.1.5實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源共享通過本次系統(tǒng)的設計，擺脫傳統(tǒng)的手工處理信息方式，利用先進的信息技術和網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)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(shù)據(jù)依據(jù)，便于領導及時掌握實際情況。3.1.6降低勞動強度，提高工作效率通過本套系統(tǒng)的應用，大大減少在調(diào)整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，降低了工作強度，調(diào)整負荷只需要工作人員在系統(tǒng)在操作，就可實現(xiàn)以前非常棘手的問題，大大了提高工作效率。3.1.7提示用戶服務質(zhì)量和供電可靠性通過本系統(tǒng)的開發(fā)和應用，可以掌握每個線路的三相負荷不平衡調(diào)整情況和農(nóng)村低電壓工作進展情況，掌握農(nóng)村老舊臺區(qū)的改造情況，更好的服務了用戶，提升供電可靠性。3.2目標實現(xiàn)可行性分析研發(fā)成員有15名，其中高級工程師5名，工程師8名，助理工程師2名，具有良好的理論基礎和豐富的工作經(jīng)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(wǎng)規(guī)定的標準殼體，以DL/T698.41-2010為基本通訊協(xié)議，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(jīng)被國家列入火炬計劃推廣項目，解決了陰雨天電網(wǎng)漏電大，投不住的問題，具有斷零，過壓，過流跳閘功能。3.2.3遙控相位自動切換開關采用帶有無線或載波傳輸?shù)逆i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(jīng)獲得國家發(fā)明專利。3.2.4系統(tǒng)軟件采用和sqlserver2005為平臺，由多個工作經(jīng)驗豐富的人員進行開發(fā)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定，安全運行。因此本項目可行提出方案4.1方案的提出小組研制的思路和預期效果本著結合現(xiàn)場實際對配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)安裝進行分解分析，一共提出1套方案，分別如下：4.1.1配電網(wǎng)智能監(jiān)控管理系統(tǒng)上位機軟件通過采集的數(shù)據(jù)，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(diào)整多少負荷，系統(tǒng)通過查找該相上的換相開關的平均負荷量，計算需要調(diào)整哪幾個換相開關，工作人員只需要在電腦前一鍵執(zhí)行，就可以實現(xiàn)對線路負荷的調(diào)整。并可統(tǒng)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(shù)據(jù)，以及電表數(shù)據(jù)和換相開關數(shù)據(jù)等。2、 剩余電流斷路器采集分支的三相電流，漏電流，實現(xiàn)遠控分閘，合閘，同時具有斷零、過流、過壓跳閘，自動重合閘。在用戶表箱處，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(diào)整負荷，遠控分合閘，同時具有鎖扣式設計，不耗電，漏電跳閘等功能。4.2方案的選擇4.2.1方案采用監(jiān)控終端可以把臺區(qū)的參數(shù)，包括電表的參數(shù)，分支線路的負荷都采集到系統(tǒng)中來，自動計算其負荷和不平衡率，大大降低了成本，也減少了維護強度。在調(diào)整方面，采用遙控自動換相開關，只需要調(diào)整次處開關的相位就可以實現(xiàn)相位的調(diào)相，不用更改用戶的接線結構，一次投入，可以多次使用節(jié)省了大量的成本，提高了工作效率，并可以靈活控制。

4.2.2最佳方案的確定4.2.2最佳方案的確定=j最經(jīng)過小組的研討，如果要調(diào)整線路平衡，需要把握兩點：1、 調(diào)整負荷需要從線路底層調(diào)整，僅僅從臺區(qū)調(diào)整是錯誤的。2、 調(diào)整負荷需要一個平均值，通過瞬時值調(diào)整負荷也是不規(guī)范，不正確的。一致認為此方案可以實現(xiàn)線路負荷調(diào)整和末端電壓的監(jiān)測治理。五、詳細技術方案該系統(tǒng)經(jīng)過初步的試裝，達到了預期的研究目標。有效的解決了臺區(qū)數(shù)據(jù)采集不規(guī)范，負荷調(diào)整不科學的混亂局面，在數(shù)據(jù)集中管理，自動繪制圖形，分析功能，流程管理等方面具有創(chuàng)新性，如果應用到農(nóng)網(wǎng)改造當中，必定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(xiàn)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(diào)節(jié)三相負荷平衡的歷史，填補了國內(nèi)市場空白，該產(chǎn)品與智能配電網(wǎng)監(jiān)控終端和電子式漏電斷路器，共同組成三相負荷平衡系統(tǒng)，讓三相負荷平衡調(diào)整變得更科學、更輕松，它同時能夠實現(xiàn)支路電流和漏電以及線路末端電壓的監(jiān)測。圖5-1系統(tǒng)網(wǎng)絡示意圖5.1功能特點本技術方案主要可以實現(xiàn)配電參數(shù)監(jiān)測、溫度監(jiān)測、遠程抄表、線路換相負荷調(diào)平衡、線路末端低電壓監(jiān)測、遠程控制等方面的問題。度表、剩余電流斷接，由GPRS通訊負荷平衡的自動調(diào)度表、剩余電流斷接，由GPRS通訊負荷平衡的自動調(diào)理（配電參數(shù)監(jiān)測、5.2硬件配置：1）監(jiān)控終端智能配電網(wǎng)監(jiān)控終端通過485通訊與三相數(shù)字電路器等連接，及通過無線和載波與自動換相開關連將所有監(jiān)測的數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)平臺，不僅能實現(xiàn)三相整和線路末端低電壓的監(jiān)測與改善，還能實現(xiàn)營銷管遠抄、遠控）

2）剩余電流斷路器或者三相數(shù)字電度表將電子式剩余電流斷路器安裝在配電網(wǎng)低電壓側各供電路器或電度表電流監(jiān)測的功能，通過485通訊接口將各支路至系統(tǒng)平臺，從而實現(xiàn)三相負荷平衡自動調(diào)整的一級監(jiān)測依3） 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)控終端上臺，后臺軟件根據(jù)支路三相負荷的不平衡情況對相線負荷大定，由換相開關進行相線負荷相位的自動調(diào)整，從而實現(xiàn)“低調(diào)。4） 系統(tǒng)平臺支路上，利用斷相線電流上傳據(jù)。相開關，同時傳至系統(tǒng)平小做出調(diào)整決電壓”二級聯(lián)軟件平臺可以得到臺區(qū)及支路電流的數(shù)據(jù)，掌握支路及各單元表箱的用電情況，不僅實現(xiàn)了同一時刻三相總路、支路負荷不平衡率的監(jiān)測，且根據(jù)每個支路三相負荷平均不平衡率的情況，來確定相線路中部分表箱電源的相位，其根據(jù)每個表箱單元的平均電流值，按照由大到小的原則，最大限度的減少了所要調(diào)整電源的表箱。支路上，利用斷相線電流上傳據(jù)。相開關，同時傳至系統(tǒng)平小做出調(diào)整決電壓”二級聯(lián)5.3軟件平臺:5.3.1、 項目基于瀏覽器模式的開發(fā)主要功能層次劃分1） 從管理層面：分為三級管理制度，一級管理員可以查看，修改編輯以及增加用戶等所有權限的操作，主要分配給系統(tǒng)管理員和技術專工。二級為普通管理員，三級為一般權限，權限劃分適用整個系統(tǒng)。2） 從功能層面:分為基礎數(shù)據(jù)管理，基礎查詢、圖形監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、遠程控制剩余電流斷路器、遠程控制換相開關設備、數(shù)據(jù)采集、理論計算、信息提示、遠程抄表、三相負荷分析調(diào)整，報表打印等功能。5.3.2、 系統(tǒng)平臺模式規(guī)劃webserver模式5.3.3、數(shù)據(jù)庫的選型規(guī)劃MicrosoftSQLserver20055.3.4、 操作系統(tǒng)選型規(guī)劃服務器操作系統(tǒng)選用window2003serverwindow.netframe4.0瀏覽器為IE6.0及以上。5.3.5、 通信方式：采用公網(wǎng)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、 主要采集方式1） 定時自動采集按設定時間間隔自動采集終端數(shù)據(jù)，自動采集時間、內(nèi)容、對象可設置，最小采集間隔可設置。當定時自動數(shù)據(jù)采集失敗時，主站應有自動補采功能，保證數(shù)據(jù)的完整性。2） 典型日數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。3） 主動上報數(shù)據(jù)在全雙工通道和數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡通道的數(shù)據(jù)傳輸中，允許終端啟動數(shù)據(jù)傳輸過程（簡稱為主動上報），將重要事件立即上報主站，以及按定時發(fā)送任務設置將數(shù)據(jù)定時上報主站。主站應支持主動上報數(shù)據(jù)的采集和處理。5.4軟件模塊功能5.4.1、基礎數(shù)據(jù)管理組織結構管理線路管理配電臺區(qū)數(shù)據(jù)管理監(jiān)控終端設置遠程抄表設置其他配置5.4.2、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分路線路的三相電流，漏電流的檢測統(tǒng)計表箱電壓、電流、漏電流的檢測配電網(wǎng)遙信數(shù)據(jù)統(tǒng)計遠程抄表數(shù)據(jù)統(tǒng)計溫度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計配電網(wǎng)運行統(tǒng)計峰值統(tǒng)計三相不平衡率統(tǒng)計過電壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計過負荷數(shù)據(jù)統(tǒng)計5.4.3、 可視化圖形界面圖形化監(jiān)控功能，圖形展示，了解線路情況以及每個臺區(qū)的運行狀態(tài)和負荷情況.5.4.4、 配電網(wǎng)監(jiān)控報警功能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(shù)據(jù)的分析顯示監(jiān)控數(shù)據(jù)的曲線圖、棒圖、餅圖等線損分析其它，包括過壓，過負荷，線損，以及不平衡率等相關信息5.4.6、 事件記錄、查詢與顯示配電網(wǎng)控制操作記錄、查詢與顯示監(jiān)控數(shù)據(jù)、抄表數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)異常報警記錄、查詢與顯示5.4.7、報表生成監(jiān)控數(shù)據(jù)、抄表數(shù)據(jù)、事件記錄等的報表數(shù)據(jù)算法設計報表自動生成報表打印、存儲、記錄5.4.8、 用戶管理用戶分級管理用戶權限管理用戶操作日志5.4.9、 系統(tǒng)接口提供第三方系統(tǒng)訪問本系統(tǒng)的驅動接口，例如GIS系統(tǒng)接口；可實現(xiàn)對第三方系統(tǒng)的訪問；與其他C/S或者B/S結構系統(tǒng)實現(xiàn)界面鏈接，即作為統(tǒng)一平臺管理其他軟件；5.5詳細解決方案5.5.1農(nóng)網(wǎng)改造規(guī)劃設計的原因造成及三相負荷不平衡的調(diào)整系統(tǒng)原理根據(jù)支路三相相線負荷平均不平衡率的情況，和支路相線電流的平均值，來確定相線間負荷的調(diào)整，從而實現(xiàn)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(tǒng)軟件平臺與智能配電網(wǎng)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）等四部分組成。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(tǒng)平臺。系統(tǒng)軟件根據(jù)設定的不平衡率上限值及調(diào)整周期，和各支路三相相線負荷平均不平衡率的情況，及各支路相線電流平均值大小，來確定是否進行相線間負荷的調(diào)整。再根據(jù)相線中表箱單元的電流平均值，按照由大到小的次序來確定具體所要調(diào)整的哪幾個表箱。最后，根據(jù)設定的調(diào)整時刻，由系統(tǒng)軟件平臺發(fā)出指令，經(jīng)監(jiān)控單元下傳至自動換相開關，來完成單元表箱電源相位的自動轉換，從而實現(xiàn)支路三相負荷平衡的自動調(diào)整。它改寫了過去幾十年來由人工調(diào)整三相負荷平衡的歷史，克服了為調(diào)整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準確性。讓三相負荷平衡調(diào)整變得更科學，更輕松，同時實現(xiàn)了線路末端電壓的監(jiān)測與改善。農(nóng)村“低電壓”二級聯(lián)調(diào)綜合解決方案，已被越來越多的電力公司所認可，并得以迅速推廣。5.6軟件配置5.6.1用戶登錄及管理系統(tǒng)用戶基本設置：簡潔明了的用戶管理，為系統(tǒng)的安全性提供了可靠保障。不同的用戶權限可以限制不用用戶的需要。圖5-6-1用戶登錄界面圖5-6-2用戶登錄界面及權限設置5.6.2組織結構管理根據(jù)用戶的權限不同，所管理的組織結構也不一樣，系統(tǒng)管理員可以實現(xiàn)對于整個系統(tǒng)的管理和設置，例如下圖圖5-6-3組織結構管理5.6.3變電站和線路管理每個變電站下都會有多個線路組成，填好線路管理后，用戶可以根據(jù)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(shù)據(jù)以及用戶處的換相開關的數(shù)據(jù)。圖5-6-5終端信息錄入5.6.5電表數(shù)據(jù)