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電能損耗綜合計量數據處理

發布時間:2016-04-07 16:21所屬分類:電力瀏覽:1加入收藏

本篇計量論文分析計量自動化系統線損計算差異,先對計量自動化系統的總體構架及其線損四分管理功能進行了詳細的闡述。緊接著,通過對供電企業計量

  本篇計量論文分析計量自動化系統線損計算差異,先對計量自動化系統的總體構架及其線損四分管理功能進行了詳細的闡述。緊接著,通過對供電企業計量自動化系統中實際運用中線損計算的差異進行了分類分析,從基礎數據、主站、負控終端、配電計量終端等7個方面展開討論,并結合運行經驗給出了解決的建議。

  《計量學報》(雙月刊)是由中國計量測試學會主辦的學術性期刊,創刊于1980年。王大珩院士親筆為《計量學報》雜志題寫了刊名。《計量學報》主要報道國內外計量和精密測試科學技術的最新研究成果和進展,刊登具有創新性的學術論文、研究簡報,內容包括:幾何量、溫度與熱物性、力學、電磁學、電子學、時間頻率、光學、聲學、電離輻射、化學與標準物質等學科的計量基準和標準的研制;測量原理和方法的研究;新技術的應用及計量學科的現狀、發展趨勢預測等。在我國科技期刊中具有一定的地位和影響力。

計量學報

  近幾年來各級供電企業在信息系統的建設上投入了相當大的人力、財力和物力,也取得了一定的效果:規范了管理、健全了基礎資料,初步建成了企業內部的局域網,甚至廣域網,實現了信息共享。

  對于電網企業來說,電能量數據的準確性關系到電力企業的整體經營效益,如何實現電能量數據的管理,是電網運營的關鍵問題。電力網電能損耗(簡稱線損)是衡量供電企業經營管理的重要技術指標,也是供電企業能真正體現供電企業管理水平的重要技術指標,能準確反映其網絡結構、布局、運行方式、管理的技術經濟效果、經營管理水平、科學技術裝配水平。線損的高低,能夠為供電企業提供節能、降損提供依據,也能為線路整改、打擊偷電、漏電提供重要參考線索。

  電量的損耗綜合統計涉及環節多、數字多、工作量大,且多年來電能量數據分散在各個業務系統,如計量自動化系統、營銷信息管理等信息化系統,統計的口徑不一,使得線損綜合統計成為供電部門最“棘手”的問題。隨著電能計量技術與現代通信技術的發展,以及營銷信息化工作的不斷推進,用電側管理終端得到了全面覆蓋。使得統一口徑,實現綜合線損統計和準確統計成為可能。

  其中,計量自動化系統對線損四分管理領域關鍵業務提供重要的支撐,目前線損管理功能一般都是在計量自動化系統上實現。

  1 計量自動化系統基本構架及線損管理功能

  計量自動化系統的數據來源來自于配變計量監測終端、負控終端、低壓集抄以及廠站電能量遙測終端的數據采集,并實現了與配網生產系統的配網設備檔案、營銷客服系統的用戶相關檔案的信息集成與動態更新,并可將數據共享至數據庫,全面搭建起了一個一體化的綜合應用計量自動化平臺。

  經過多年的建設與發展,系統功能得到不斷地加強和完善,其除了具備最基本的對各電壓等級計量設備電量數據的采集、監控功能外,還具備許多如:錯峰管理與錯峰分析功能、線損統計及線損管理功能、用戶節能分析功能、計量異常監測及用電檢查功能、供電質量監測功能等綜合應用功能。

  1.1 計量自動化系統的基本構架

  一般計量自動系統的總體架構如圖1所示。系統分為5層:終端設備層、通信服務層、數據采集層、數據處理層和基礎應用層。

  1.1.1 終端設備層

  終端設備層由負荷管理終端、低壓抄表集中器、配變監測計量終端等計量自動化終端構成。其主要任務是完成供用電設備的電能量、負荷等信息的采集并執行或轉發主站下發的控制命令。

  1.1.2 通信服務層

  包括電力專用通信網絡與公共通信網絡,為終端設備與主站的雙向數據傳輸提供通信信道。

  1.1.3 數據采集層

  數據采集層以各種通信方式接入各種類型終端,按照規定的通信協議解析數據,對數據進行初步處理,并監視通信質量,管理通信資源。它主要由通信接入設備、采集服務器、認證服務器、支持軟件、通信協議解析軟件等構成。

  1.1.4 數據處理層

  數據處理層對采集數據、系統交互數據、應用數據、系統參數數據以及檔案數據進行加工處理、分類存儲,實現一體化數據平臺,并實現與外部系統交換數據。主要由數據庫服務器、數據存儲和備份設備、系統接口設備、數據庫、平臺軟件等構成。

  1.1.5 基礎應用層

  基礎應用層主要實現系統的維護及基礎的業務應用,保證數據的完整性準確性,提供簡單的維護、展現界面,包括參數管理、系統管理、報表管理、負荷管理、集抄管理、配變監測、WEB發布、事項告警等,主要由應用服務器、應用工作站、WEB服務器以及相關維護、應用軟件等構成。

  1.2 “四分”線損管理功能

  四分線損是一體化計量自動化系統的核心應用之一,而基于計量自動化系統采集數據時效性高,能夠準確實現實時線損分析。系統提供多種分析手段,為客戶提供方便、快捷的線損分析工具,準確、快速查找到引起線損異常的因素。為降損或線損異常的原因定位提供先進的技術支持。

  “四分”管理是指供電局所管轄電網采取包括分壓、分區、分線和分臺區的線損管理在內的綜合管理方式。線損“四分”管理旨在將線損管理指標層層分解,將降損責任層層細化,最后落實到具體線路、臺區甚至個人,從各個環節進行降損,實現線損管理的精細化。

  基于營銷系統與配網生產系統的臺賬信息及GIS平臺的電網拓撲信息,實現了分區、分壓、分線、分臺區線損率的統計、分析。同時,也可通過計量自動化系統實時采集遠程計量終端的電能量數據,對安裝了遠程計量設備的線路和臺區進行線損率實時計算。

  目前線損在計量自動化系統的應用情況一般如下:110kV及以上電壓等級線損統計準確,35kV及以下線損的異常率偏高;部分饋線和臺區由于基礎數據建設及部分終端運行異常,造成計算所需數據不全或不準確,導致統計線損不準確。

  臺區線損統計難的關鍵因素是變-戶拓撲關系不全或不準確,部分居民用戶抄表大部分未能實現同期抄表。

  2 計量自動化系統線損計算差異分析

  2.1 線損數據比情況

  (1)主網數據

  主網數據無比對,采用人工報表審核排除遺漏。表計的臺帳信息在計量中心。

  (2)配網數據

  數據質量平臺對營銷系統與計量自動化系統進行比對,相應比對系統只有比對框架但是沒有實現該功能,更沒有精確比對兩系統具體參數。

  2.2 計量自動化系統線損計算差異分析

  (1)計量自動化系統與營銷系統線損合格率域值不同導致不一致。營銷系統區分農網與城網,計量自動化系統不作區分,見表1。

  (2)計量自動化系統與GIS系統、營銷系統不一致導致的差異。重要參數缺失的問題檔案在觸發時異常,導致轉發失敗。

  (3)計量主站數據突變導致的差異。出現數據突變的原因如下,裝置異常,如裝置故障、寄存器受到干擾和凍結數據丟失等;現場裝置出廠設置未變;終端網絡地址重復;終端更換。

  (4)區局與系統臺區范圍不同、分線數不同導致的差異。

  (5)臺區線損計算周期不同導致的差異。市場部按照單、雙月各自統計50%區域的范圍計算線損。計量主站統計線損最小周期為日,月線損計算時間為1號零點到次月1號零點。

  2.3 線損管理中可能存在的問題

  2.3.1 基礎數據

  (1)分線線損和分臺區線損的異常率偏高。主要原因是遠程計量終端維護界面不清晰、配變計量終端電流互感器變比與檔案不符、在線率不穩定、部分電能量數據采集不完整,以及變-戶拓撲關系的準確率較低。

  (2)對于發生轉供電的10kV饋線無法精確統計分線線損率,只能合并計算,無法精細化開展線損分析。

  2.3.2 主站

  (1)由于制度的制約,每月一日都要集中抄表和數據的統計,導致在同一時間內系統要處理大量的數據,使得系統的負荷很重,直接降低了系統的響應速度。

  (2)根據發展的需要,系統的貯存容量不能滿足日后發展的需要,需擴容,合理規劃硬件的建設。

  2.3.3 負控終端

  (1)負控終端覆蓋問題;

  (2)營銷系統中有負控檔案的專變戶數與計量自動化系統中有負控檔案的專變戶數存在差異;

  (3)停用、停電終端;

  (4)采集數據失敗終端;

  (5)通訊信號接收能力差。

  2.3.4 配變計量終端

  (1)終端覆蓋問題;

  (2)現場終端接線錯誤,影響計量準確性;

  (3)終端故障維護不及時,影響數據采集完整率;

  (4)現場終端無信號;

  (5)終端參數出廠配置錯誤,導致數據上傳異常;

  (6)現場安裝的分回路終端部分不能正常采集分回路數據,造成資源浪費;

  (7)現場公變臺區改造或擴容后,由于互感器未對應容量進行更換,造成配備計量終端計量數不準確。

  (8)配變計量終端電流互感器變比與檔案不符。

  2.3.5 低壓集抄

  (1)還在沿用居民集中抄表系統的供電局,采用的是長壽命脈沖機械表和半自動抄表方式,需要用抄表機到現場集中抄收;

  (2)所有接入用戶所用的機械電能表相應地更換為具備通訊接口的電能表,工作量依然艱巨。因此,要把控好整個項目建設進度,加快集抄的建檔調試和驗收工作的進度,確保低壓集抄工程的項目完成率,同時也要對已裝的集中器進行常態化的維護,建設與維護并重,確保已裝和新裝終端正常運作使用;

  (3)部分終端故障維護不及時,影響數據采集完整率;

  (4)現場終端無信號;

  (5)脈沖機械表本地集抄只有實時電量,沒有月電量凍結功能;

  (6)脈沖機械表本地集抄的數據準確性需要靠維護單位巡檢時發現,不能依靠計量自動化系統及時發現數據異常等問題。

  2.3.6 時鐘

  電能表與主站時鐘不統一,將造成以下影響:

  (1)電能表時鐘滯后,導致不能按時抄回凍結電量;

  (2)電能表時鐘差異影響負荷曲線準確性(峰平谷電量準確性),影響計費準確;

  (3)營銷系統線損計算有偏差;

  (4)廠站抄錄不及時造成上午統計主網線損數據偏高。

  3 建議

  (1)對基礎檔案進行梳理,確保基礎檔案與實際電網拓撲結構相統一。

  (2)為使電能計量更加準確,將線損率降至最低,加快推進線損管理系統上線,對部分配電線路安裝分段計量裝置。

  (3)35kV及以下線損的異常率偏高,組織對35kV線損模型進行核查。

  (4)重視從電網規劃設計、工程建設、生產技術到經營管理等全過程中與降損密切相關的各個環節。

  (5)提高電壓和功率因素。要推廣應用有載調壓配變,根據負荷和運行情況適當提高運行電壓;根據線路輸送容量、輸送距離和電網發展情況進行必要的升壓改造,對大用戶盡量采用高壓供電,這不僅有利降損,還可提高輸送能力和擴大供電半徑。

  (6)大力推廣分臺變管理,實行分臺變考核。

  (7)在供電局推廣應用異常數據處理功能,且異常電量不應僅針對未采集到的電量。

  (8)對負控、配變終端進行普查、改造、完善,清理出現場與營銷系統/GIS系統、營銷系統/GIS系統與計量自動化系統的負控、配變檔案存在較大差異的問題清單,本著實事求是的態度,嚴格認真地對照清單進行地毯式的梳理,并抓緊整改,進一步提高負控、配變終端檔案正確率、覆蓋率和在線率。

  (9)終端普查、改造工作有側重點進行,先行選取一到兩個區局作為試點,重點投入各方面資源,將其打造為計量自動化系統實用化標桿單位,用試點單位的成效來促動其他下屬地市局主動地參與計量自動化系統的建設中,保證系統良性循環,逐步提高實用化程度;

  (10)各廠家的終端盡可能的分片安裝(每個區局的負控終端只有一到兩個廠家的產品),優勢是日常運維的效率高,所需的備品較單一,對運維人員的要求也相對簡單。

  (11)加大對日常運維的投入,參考之前的運維情況,有針對性地對問題較多的廠家的產品進行整改。

  (12)加強對下屬地市局及相關單位相關技術人員的終端知識培訓,保證各下屬地市局有具備一定終端維護技能的技術人員,對終端故障能做到主動發現、及時處理,從依賴維護單位去維護轉變為指導維護單位去維護。

  (13)配變終端采集回來的數據質量問題,在系統功能中應新增加對配變終端采集回來的數據的審核功能,對電能量異常數據及時進行處理,保證數據的有效性。

  深入了解各單位的功能需求,進一步提升、完善系統功能,使系統操作簡單、界面清楚、功能全面,切合實際需求。

  (14)計量自動化系統登錄、訪問偏慢,特別是在每月初抄表日期間尤為明顯,需對系統的web服務器升級,增加系統的負載均衡設備,以提高系統在同一時間段內響應慢的問題,保證工作人員都能快速地登錄、訪問計量自動化系統。另外,也應該對系統的數據處理功能進行優化。

  (15)根據日后發展的需要,提前對系統的硬件進行擴容。

  (16)建議負控裝置的生產廠家開發內置的天線,以增強通訊信號的穩定性。

  (17)對于現有的現場集抄裝置升級為具備遠程集抄系統。

  (18)完善現有的485電子表集抄系統,使之具備月電量記錄功能滿足階梯電價計量需求。

  (19)在配網規劃中,注重10kV和0.4kV兩級網架結構的規劃,合理安排配電站分布,合理選擇接線方式,通過建設占地面積小的10kV開關站等手段,增加電源和出線數量,合理調配線路負載率,減小供電線路長度和線路的負載率,避免迂回供電,縮小供電距離。


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