供用电智能分析系统

供用电智能分析系统（共11篇）

供用电智能分析系统 篇1

随着社会经济的不断发展和城乡一体化进程的推进, 国家电网正大力推进智能电网的建设。国家电网采集系统将山西省电力公司确定为首批试点单位之一, 作为省公司采集系统“封闭区域低压用户采集”的试点单位, 临汾供电公司一直致力于信息化的建设。95598故障抢修指挥系统的实施, 为管理决策提供了科学的依据。在完成10kV配网在线监测系统的基础上, 临汾供电公司将完成低压用户用电信息采集的试点工作。临汾供电分公司在充分研究了山西省SG186工程现状及智能电网建设规划后, 提出建设基于集抄的供用电智能分析系统的构思。

1 系统简介

该系统项目于2010年8月开始, 2010年12月结束。以现有电网基础数据为基础, 抽取、整合、分析、挖掘集抄系统实时用电数据, 利用信息集成、服务整合、无线通信、GPS和GIS技术, 建设基于集抄的供用电智能分析平台, 探索集抄信息的深化应用价值, 为深入挖掘集抄信息的潜在价值提供实践参考。将配网故障、隐患及异常在线分析、供电方案智能分析、抢修车辆实时跟踪与调度作为系统建设的主要内容。

2 系统方案设计

2.1 系统构架设计及建设模式

本系统的架构设计基于电网空间数据、地图影像数据、集抄用电数据、车载数据实现故障、隐患的在线分析、供电方案智能分析及车辆调度管理。采用集中式的建设模式, 所有数据都存储在临汾供电分公司本部的数据库服务器中。服务器端采用两台服务器, 一台作为数据库服务器, 一台作为Web应用服务器, 系统与其他系统的数据交互通过网络进行传输。系统的网络集成机构见图1。

2.2 系统的功能设计

该系统的功能模块主要包括:图形基本操作, 信息查询功能, 配网故障、隐患及异常在线分析, 供电方案智能分析、抢修车辆跟踪和调度。

⑴图形基本操作和信息查询功能

图形的基本操作功能包括图层管理, 显示设置, 简图处理, 开窗、缩放、漫游工具, 量度工具和路名查询等。信息查询功能包括图形的数据查询和空间查询, 图形查询功能指在电网图上, 使用鼠标点取电力设备图形, 可查询相应台帐资料, 系统还支持查询某设备台帐资料后, 在屏幕上高亮、居中显示该设备图形, 空间查询是指系统为用户提供框选方式供其选择关注区域, 并根据框选的范围, 统计出该范围内所有设备资料, 然后分组显示统计结果。通过周边查询、行政街区查询、地物查询、道路查询、图形的长度面积测量、图形与属性台帐的相互定位、坐标点定位等功能方便地对图形进行操作, 查看图形及属性信息。

⑵配网故障、隐患及异常在线分析

以10kV配网运行监测系统信息为基础, 提取配电变压器及配电线路故障和异常 (欠压、三相不平衡等) 历史信息, 结合配电网地理信息系统, 生成历史故障分布图、异常分布图。以历史故障分布图、异常分布图为基础, 利用GIS智能分析功能, 自动甄别出故障、异常多发线路、多发配变, 为配网消隐工作提供决策信息。

对配电线路、配电变压器实时负荷、电流、电压进行综合分析, 找出高负荷线路、高负荷配变, 以及三相严重不平衡的配变。同时, 结合高危及重要用户供电安全在线分析、配网故障及异常在线分析, 对配电网隐患进行整体汇总, 形成配电网隐患分布图, 同时对隐患进行分级, 必要时进行预警。

⑶供电方案智能分析

借助高精度的卫星影像图, 可以在不到现场的情况下, 快速掌握报装位置周边的环境;选择最佳供电线路等辅助决策信息, 为供电方案提供分析功能。另外, 可以在高精度卫星影像图上根据客户用电需求调研结果, 提供模拟报装功能。对于配电网不能满足客户用电需求的情况, 给出告警信息及原因;为相关部门提供配电网改造决策依据。

⑷抢修车辆跟踪和调度

利用装在各受控电力抢修车辆上的移动车载设备, 将电力客户的报修信息、车辆调度信息、卫星定位信息等通过GPRS短信平台在电力抢修车辆和系统控制总台之间双向传递, 实现对抢修车的状态监视、有效调度、信息查询、实时位置跟踪、路径回放等功能, 并有效提高客户报修的响应速度, 降低车辆到达现场的时间, 加强对车辆的管理。

3 系统应用效果

3.1 应用情况反馈

基于集抄的供用电智能系统经过近5个月的研制, 完成了系统硬件安装调试、系统软件建设, 并进行试运行, 用户反映系统操作简便、界面友好, 提示信息详细, 故障点标识清晰、准确, 该系统的应用实现了多种系统数据的集中综合展示。

在95598客户服务抢修调度监控系统的基础上, 综合应用GPS、GIS、RS、GPRS、WebService技术、XML技术、计算机网络技术、现代数据库技术等, 实现智能化的故障抢修、隐患及异常分析、图形化的报装辅助分析、抢修车辆人员跟踪与调度等功能, 为营销客服提供一个随时查看实时电网运行情况的综合信息化图形平台。在发生故障停电时能够在第一时间将停电原因告知高危及重要客户, 上传故障停电公告, 并指挥抢修人员在第一时间赶到故障现场。这种工作模式有效缩短了故障停电时间, 减少了95598话务量, 降低了停电损失, 增加了供电量。

3.2 系统应用效益

该系统构建成一个集故障信息可视化展示、故障抢修的智能化指挥、业扩报装的图形化辅助、抢修车辆跟踪与调度的数字化展示于一身的综合的指挥系统。系统建设完成后提高了企业管理水平, 加快报装时间, 对配电网故障的发现和处理环节变被动为主动, 进一步缩短故障处理时间, 提高了用户满意度, 极大地提升了供电企业在广大人民中的良好社会形象。可以促进客户服务模式主动化的转变, 有效缩短了故障处理时间、减少停限电影响用户数、减少95598报修电话量, 能够辅助生成用户报装方案, 有效提高了管理水平和工作效率;系统采用集中建设的模式, 降低管理成本、实现数据共享;提高了故障监控能力、改变了服务方式。

4 结语

项目的实施结果表明, 基于集抄的供用电智能分析系统产生了明显的效果, 对增供扩销工作和优质服务工作必将产生积极而又深远的影响。从长远的发展来看, 该系统还可扩充应用和覆盖范围, 并将研究故障停电的预警机制及增进电压等级切入深度作为研究的对象, 实现系统的多功能化和有效利用。

摘要：国家电网正大力推进智能电网的建设, 作为山西省公司采集系统“封闭区域低压用户采集”的试点单位, 临汾供电公司一直致力于信息化的建设。本文对临汾供电分公司建设基于集抄的供用电智能分析系统进行了分析, 对其方案设计、功能目标、应用效果等进行了介绍。

关键词：集抄系统,供用电智能分析系统

参考文献

[1]刘莉丽.集抄系统在油田电网的应用[J].油气田地面工程, 2011, 30 (8) :68～69.

[2]彭谦, 张弘鲲, 刘海燕等.基于集抄系统的配电网潮流计算方法[J].电网技术, 2007, 31 (7) :69～72.

[3]李文, 张越, 彭凯.低压集抄系统的应用及维护管理[J].中国科技纵横, 2012 (3) :138～139.

供用电智能分析系统 篇2

夏丽平

上海安科瑞电气股份有限公司

嘉定

201801 0 概述

建设智能用电及能效管理系统，实现对工矿企业用电及能源消耗状况的全面监测、分析和评估，通过对能源消耗过程信息化、可视化管理，优化企业生产工艺用能过程，科学、合理地制定企业能耗考核标准和考核体系，有效提升企业能源效率管理水平。

中国经济在持续高速增长的同时也伴随着能源紧张和环境恶化的巨大压力，而面对这一挑战的最有效、经济的办法是在高能耗企业建设能耗监测、管理、控制系统，通过技术创新提高能源使用效率，帮助企业实现节能增效、清洁生产的目标。

据国外统计资料：工业企业每年10%以上能源损耗源于没有能源监测及维护计划，每年12%的能源损耗源于没有能源管理及控制系统。欧美发达国家先进企业除了生产过程中广泛采用计算机监测、控制系统（DCS，SCADA）外，能源数据的在线监测、分析和优化系统占有重要的位置。通过现代计算机技术、网络通信技术和分布式控制技术，建立完善的能耗监测、管理体系，实现能源消耗动态过程的信息化、可视化、可控化，对企业生产过程中能源消耗的结构、过程及要素进行管理、控制和优化，提高能源使用效率。智能用电及能效管理系统简介

系统在线监测整个企业的生产能耗动态过程，收集生产过程中大量分散的用电、用水、用气等能耗数据，提供实时及历史数据分析、对比功能，以发现能源消耗过程和结构中存在的问题，通过优化运行方式和用能结构以及建立企业能耗评估、管理体系，提高企业现有供能设备的效率，实现节能增效、高效生产。

系统为用户提供以下能耗数据和节能信息：①掌握企业耗能状况：能源消耗的数量与构成、分布与流向；②了解企业用能水平：能量利用损失情况、设备效率、能源利用率、综合能耗；③找出企业能耗问题：管理、设备、工艺操作中的能源浪费问题；④查清企业节能潜力：余能回收的数量、品种、参数、性质；⑤核算企业节能效果：技术改进、设备更新、工艺改革等的经济效益、节能量；⑥明确企业节能方向：工艺节能改造、产品节能改造、制定技改方案、措施等。系统功能

1）能源消耗过程的信息化、可视化

目前国内大多数企业是靠人工定时抄表的方式统计用电及能源消耗状况，这种方式存在数据滞后、时效性差、数据单一等问题，不能及时掌握各生产环节和重点能耗设备的实时能耗数据。能效管理信息系统在线监测整个企业（集团）的生产能耗动态信息，并将这些能耗数据与相对应的设备、车间、班组生产数据相结合，现场运行管理人员可了解和掌握生产环节和重点设备的实时能耗状况、单位能耗数据、能耗变化趋势和实时运行参数等信息。

如图：某工厂的工艺流程

图1 水泥磨子系统生产流程单耗监测

2）能耗/能效信息统计、管理

系统自动生成的多种能耗信息统计图形、曲线和报表，如以日、周、月、年为周期的电、水、气、煤等能耗统计报表，报表类型分为全矿、车间、重要耗能设备三个层次，为用户提供能源消耗结构和能源消耗成本分析依据，评估节能措施的效果和关联影响。

系统提供综合能耗/能效统计报表，采用菜单或光按钮直接引导界面模式，图形界面包括企业宏观的能耗数据和相关信息，快捷、直观反映企业、生产车间、班组和重要生产环节实时和历史能耗/能效信息。

图2 企业综合能耗统计

3）历史能耗数据对比、分析

系统具有强大的历史能耗数据追溯和分析功能，企业能效管理及生产工艺分析人员可按不同需要灵活设置工作点参数，在不同时段下生成各种能耗数据报表与能耗曲线：如设备单耗、生产线和班组单耗等，用多种方法对主要能耗设备和生产线的能耗数据进行查询和追溯，并可对多种参量的变化趋势进行对比、分析，从而发现能源消耗结构和过程中存在的深层次问题，对企业能源消耗结构和方式的改进、优化提出方案和建议。

通过动态的单位产量能耗曲线和数据，可以直观地比较企业生产能耗与国际、国内标准的差距，从而对生产、管理、工艺及时进行指导和调整，使企业生产过程的单位能耗和能源效率保持在科学、合理水平。

图3 能耗参数对比、分析

4）电能质量及谐波监测、分析 电力电子技术在电气化铁路、电解工厂、电弧炉冶炼和电机变频调速等领域的广泛应用，在提高生产效率的同时也产生了大量的谐波污染电网，导致谐波和电能质量问题的发生。

用电及能效管理信息系统在线监测电能质量和谐波分量，通过谐波分量图和趋势图，使用户及时了解真实用电环境，避免谐波危害和电能质量问题的发生，同时降低供电系统谐波和无功损耗。通常购置谐波监测设备需要较大的投资，本系统能同时实现电能消耗状况以及谐波监测、分析的双重功能。

图4 供电网络中谐波分量图 系统架构及工作原理

系统主要由数据采集层、数据传输网络、能效管理系统软件三部分组成。

1）数据采集层：通过安装在能耗监测仪表箱（柜）中的带数字接口的智能电力仪表，实施对负荷用电量的实时监测。监测数据包括：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功无功电能、谐波、环境与开关状态、事件记录等用电参数。监测对象包括：电力需求侧中低压馈线回路、主要耗能机电设备、厂房（生活区）其他耗能设施。同时也可以对用水量、用气量、热量、投料量、产量等，通过电子式流量表、电子式热量表、电子皮带秤、地秤等现场智能数据采集，根据现场条件和系统应用的要求，采集的数据也可以取自用户的其他智能系统的数据接口。

2）数据传输网络：通过在能耗监测仪表箱（柜）中安装的能耗智能数据网关，实时采集能耗计量仪表的数据，并且通过TCP/IP网络传输到能耗监控中心。无需远距离布线，施工简单可靠。瑞申智能数据网关提供多种接入方式，目前支持RS-485/RS-232总线、光纤、工业以太网、433M无线、GSM/GPRS/CDMA网络传输等多种方式。

3）用电及能效管理系统软件：完成数据采集、校验、分析、处理、输出、系统维护、授权使用权限分级控制等；并可将现场运行的重要数据、报警信息、故障信息等传送到企业决策人员。

图5 用电及能效管理信息系统架构 计量及监控产品配置

电力仪表主要用于电网，特别是用户端低压的电参数测量、电能计量、故障诊断、电气控制、报警、保护等功能；电能表用于电网各个环节、用户与用户之间的电能结算，附带有电参数测量，无诊断、控制和保护等功能。

（1）高压回路或低压进线回路选ACR330ELH仪表

该表为电能质量分析仪表，主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu，THDi、2-31次各次谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；4DI+3DO（DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警）；RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约。外形尺寸：120×120mm，开孔尺寸：108×108mm。适用于高压重要回路或低压进线柜。

（2）低压联络或出线回路选ACR220EL电力仪表

该表主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；4DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议。外形尺寸：96×96mm，开孔尺寸：88×88mm。适用于低压联络柜、出线柜。

（3）动力柜、照明箱选ACR120EL电力仪表或导轨式电表

ACR120EL电力仪表主要功能有：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；2DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议。外形尺寸：开孔尺寸80×80mm，开孔尺寸72×72mm。适用于动力柜。

DTSD1352导轨式电表主要功能：LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸：126×89×74mm，7模数。适用于动力柜。

DTSF1352导轨式电表主要功能：电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸：126×89×74mm，7模数。适用于用于耗能设备进行计量。

照明箱DDSF1352电表主要功能：电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选。外形尺寸：76×89×74mm，4模数。适用于照明箱的电流、电压测量；单相电能计量。技术特点

1）以设备为对象构建的内置实时关系数据库：这种结构化、对象化的实时数据库相比较传统的平面数据库，大大提高了数据检索和访问的速度及效率；

2）灵活的进程调度管理技术：进程调度管理功能可以把大量的数据采集和处理任务分布到不同的服务器上运行来实现负载均衡。支持在线组态，在不影响操作的情况下，允许全部或部分应用程序进行修改；

3）系统的集中管理和维护：有权限的用户，可以在EMIS系统中任意一台服务器或工作站上修改系统配置，在提交以后系统自动同步数据库的配置；

4）网络体系架构：基于先进的网络体系架构，支持多层次网络冗余及故障切换。增强的Web功能和Internet/Intranet浏览器技术，直接支持多文档；

5）支持多种通信协议：I/O通信冗余，直接读取现场数据采集设备存储的数据，同时具备良好的开放性和灵活性。支持RS-232/422/485、Ethernet、Can、LonWorks、MODBUS等多种通信协议和标准；网络通信采用标准的NetBIOS，支持IPX/SPX、TCP/IP等协议；

6）支持多种关系数据库：包括Oracle、SQL Server、dBASE等；实时数据库内置多种功能模块，可实现累计、统计、控制、线形化、PID控制、各种运算等功能。通过高效的压缩7

技术和海量的存储技术，可以处理10万点以上的数据；

7）丰富的图形开发工具以及优化设计的图库：新增更多的矢量子图，使工程画面制作更加丰富、灵活；提供面向对象编程方式，内置间接变量、对象变量、模板变量，方便构造强大的企业级运行系统；

8）开放性：全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、ActiveX标准，提供OLE、COM、DCOM、动态链接库等多种接口，以便用户利用各种常用开发工具（如：VC++、VB等）进行深层的二次开发。应用案例

广达电脑成立于1988年，是目前全球第一大笔记本电脑研发设计制造公司。以领先群伦的技术与坚强优越的研发团队，屹立于高科技市场领导者地位；除了在笔记本电脑的领域中维持高成长、高品质与高评价之外，更将触角延伸到企业网路系统、家庭娱乐产品、行动通讯产品、车用电子产品以及数码家庭产品等市场，积极拓展产业整合布局。2006年荣登美国「财富杂志(Fortune)」评定为全球五百大企业。2011年广达电脑入住重庆，建成了一个拥有七栋大楼（每栋十层，每层35个房间），员工总人数以万计的重庆广达制造城。

上海安科瑞电气股份有限公司于2011年承接了重庆广达生活服务区一期能耗监测系统的设计与实施。系统采用Acrel-5000型能耗监测系统，实现了对生活服务区内用电量和用水量的在线监测（其中电力仪表2000只、水表5000只），方便了对该建筑群能耗的管理。

重庆广达生活服务区能耗监测系统采用网络分布式结构，整个系统包括该建筑群的七个子系统和中心监控室的一个总监控系统。冷/热水表数据和电表数据当地采集完成后集中传至中心监控室。分控中心和中心监控室之间用光纤网络进行通讯。每个子系统采用五台通讯管理机，其中三台通讯管理机采集楼内每户的冷/热水表数据，另外两台采集楼内电表的数据。

系统主要实现的监控功能：

1.界面开发设计成美观大方的图形，设备拓扑关系可自动生成并根据设备带电状态动态着色。

2.可查看各宿舍的当前电能值和当前冷/热用水量。

3.具备远程抄表功能，可查询到任意时刻某一回路的详细电参量。

4.具有用电量和用水量的报表查询功能，支持日报、月报和年报的查询及打印。5.具有Web访问功能，接入局域网的计算机可以打开IE浏览器浏览软件界面。结语

节能工作不仅是对某个设备和工艺的改造，而是对企业全系统用能过程的优化，采用能效管理信息系统可以对企业能源效率水平进行全面监测、分析和评估，找出生产过程中能耗问题根源所在，科学、合理地制定生产工艺流程、建设能耗考核标准和体系，有针对性地制定节能改造方案，是企业节能增效工作的基础和技术方向。

参考文献

[1]上海安科瑞电气股份有限公司产品手册.2011.10版.作者简介：

供用电智能分析系统 篇3

用电信息采集系统既对供电企业有利，又对用户有积极影响，所以供电企业有必要加强用电信息采集系统的建设和应用。用电信息采集系统在智能电网中的应用，不仅能够为供电企业提供可靠的信息和带来更多的经济效益，而且能够为用户提供稳定可靠的电，在智能电网中有着重要的作用和地位。用电信息采集系统在智能电网中的应用，推动供电企业的健康发展。

一、用电信息采集系统在智能电网中的作用

（一）收集信息数据

用电信息采集系统最主要的作用之一就是快速收集供电信息数据，为供电企业节省大量的人力和时间，使信息收集工作变得高效快捷。在用电信息采集系统下，我国电网更加智能化，不仅能够快速收集有用的信息数据，而且可以对采集到的数据信息进行灵活调整。此外，供电企业通过用电信息采集系统，能够满足业务的需要，并且使工作人员在规定时间完成相关任务，大大提高了工作人员的信息数据收集效率。由此可见，用电信息采集系统在智能电网中发挥着重要作用。

（二）管理信息数据

用电信息采集系统可以实现数据管理，在信息采集过程中，系统不仅能够对采集的信息进行分析、运算和存储，还可以对异常信息进行有效辨别，以验证信息的真实性，确保供电企业采集信息的可靠性。对于供电企业而言，其信息量庞大，倘若稍加不慎，必然会选中失真的信息数据，进而影响供电企业工作人员的进一步判断，既增加了工作人员的工作量，又对工作人员有错误导向。由此可见，用电信息采集系统在智能电网中的应用具有必要性，能够对信息数据有好的管理。

（三）能够控制电网

在电网运行过程中，需要供电企业有着良好的控制，以确保供电的安全可靠性。用电信息采集系统能够较好的控制电网。首先，用电信息采集系统能够控制电网功率。供电过程中，电网功率过大或过小，对供电企业和用户的使用都有一定的问题，并且为供电企业带来供电安全隐患，而该系统能够有效控制功率。其次，用电信息采集系统能够控制总用电量。随着我国用电用户的逐渐增多，用电总量不断增加，为供电企业带来较大的压力，而该系统能够有效控制用电总量。最后，该系统能够实现远程控制，为供电企业的工作开展提供方便。

（四）用电信息系统具有较多的功能

用電信息采集系统具有更多的职能，使得用电信息采集系统在智能电网中有更深入的应用。首先，能够有效对用电用户的付费行为进行管理。用户用电数量存在明显差异，需要支付的费用有不同，付费环节对于工作人员而言，其任务量较多，难度大。在用电信息采集系统的应用下，可以轻松实现管理。其次，能够自动向用户发送缴费信息，确保用户了解电费的使用情况。最后，在用电信息采集系统中，用户可以通过计算机实现在线支付电费，便于供电单位的管理。

二、用电信息采集系统在智能电网中的运用

（一）提高供电的安全可靠性

用电信息采集系统在智能电网中的应用，能够提高供电的安全可靠性。首先，该系统能够有效采集信息数据，并且对信息数据做好处理，为工作人员尽可能的清除信息安全隐患，确保为工作人员提供可靠的信息。其次，该系统能够确保用户用电的有序性。随着用电用户数量的不断增加，用电高峰期往往为工作人员带来了更为繁重的任务量，为了避免用户用电过程中出现差错，确保用电有序性具有必要性。最后，该系统能够实现远程控制，使工作人员通过远程控制对用户用电量进行远程统计，既能提高工作人员的工作效率，又能节省供电企业的人力资源开支。

（二）增强了管理的有效性

首先，用电信息采集系统在智能电网中的应用，能够避免人工抄表所带来的弊端，且提高工作人员的工作效率。其次，由于供电企业抄表周期相对较短，所以在电费环节可能存在较多不必要的麻烦，增加供电企业的安全风险，采用该系统，能够有效降低电费回收风险。最后，在该系统的应用下，能够增强用户与供电企业之间的联系，使供电企业不断获取用户的建议或意见，并加以改正或完善，从而实现可持续发展。

（三）为供电企业减少经济成本

首先，传统供电企业条件下，工作人员需要逐户进行抄表工作，其工作步骤十分繁琐，并且浪费大量的人力和时间、精力，而在用电信息采集系统条件下，能够有效减少人力、物力和财力。其次，该系统能够对人为偷电行为进行有效监控，防止此行为的发生，既维护了供电企业的合法权益，又能为供电企业减少经济损失，提高企业的经济效益。

结论

总而言之，用电信息采集系统在智能电网中的应用，对实现节能目标发挥着重要作用，不仅提高了电的利用率，而且能够较大程度的减少电能的浪费。现阶段，用电信息采集系统在我国智能电网中的应用现状良好，且对供电企业的发展发挥着促进作用。笔者相信，在不久的将来，用电信息采集系统不仅能够在智能电网中有更好的应用，而且能够更加广泛的应用于其它领域。

供用电智能分析系统 篇4

功能齐全的智能用电应用系统是实现智能用电小区各项功能的基础和灵魂, 智能用电应用系统架构可设计如图1所示。

1.1基础用电业务

(1) 实时获取用电信息。通过采用宽带无线接入技术或光纤复合电缆技术, 建设小区用电信息采集通信网络, 安装智能电能表、采集器等设备, 实现用电信息采集、用户数据分析以及数据同享等功能, 实时获取用电信息并掌握用电规律。

(2) 智能用电双向互动服务。通过部署智能交互终端、自助用电服务终端等设备, 结合规划建设的95598智能互动网站等实现双向互动服务, 如用户缴费互动、辅助服务互动等服务。

(3) 居住区供用电状况的监控和故障迅速响应。通过小区配用电自动化建设, 将小区配电系统运行信息传送到公司配电自动化主站, 实现供用电运行状况、电能质量监控、故障自动检测与自动隔离, 并对故障迅速响应。

(4) 分布式电源接入、使用和控制。智能用电小区内应视自然条件部署太阳能、地热、风力等分布式电源, 并同步建设控制装置、储能装置。这样, 家庭太阳能、风能发电系统结合储能系统便可组成一个小系统, 再通过微电网技术便可接入智能配用电网, 进行能量交互, 实现家庭用户的发电。

(5) 智能家居。在智能家居这方面, 通过智能交互终端, 对家庭用能设备信息采集、监测、分析及控制进行用电方案设置, 实现家电联动, 可通过电话、手机、远程网络等方式实现家居的监控与互动, 查询用电基本信息及三表抄收等其他增值服务。

1.2新型互动业务

智能用电小区的用电业务对网络接入带宽、实时性、可靠性、安全性的需求持续增加, 传统的接入方式将不能满足需求。电力光纤接入是一个逐渐成熟的过程, 现阶段提出智能用电小区的宽带无线接入作为光纤接入的补充, 能够较好地弥补光纤通信组网的不足, 同时, 还提供高带宽、可靠的数据传输以及灵活的组网方式, 以满足智能电网多种业务的要求。

二、宽带无线综合业务系统设计方案

宽带无线综合业务系统基于宽带无线接入技术开展各类智能用电业务。在智能用电小区, 通过用电信息采集、双向互动服务等技术综合应用, 实现小区的智能化用电服务, 实现电网与用户电力流、信息流、业务流双向互动。

2.1智能用电小区用电通信网络结构

(1) 互动层。智能用电小区的互动层中, 智能设备如智能电表、家电、安防等通过部署在周围的传感器和互动终端采集信息, 通过网关发送到网络层。对于新型互动业务, 智能电表可实现分布式电源双向供电模式下双向独立计量, 可实现动态浮动电价下的快速响应、快速切换、电价实时结算等功能。通过放置终端设备可以开展多渠道自助服务, 如电费双向自动结算, 还能对客户进行在线用电安全监测与故障的自动诊断等。

(2) 网络层。网络层的功能主要是将互动层收集上来的信息通过电力通信网传送到电力服务平台。这部分包括电力宽带接入专网和宽带接入公网两部分。其中电力宽带接入专网部分包括电力光纤网和宽带无线接入网, 其主要覆盖配用电网开关站、配用电室、环网柜、柱上开关、公用配用电变压器、配用电线路等的通信网络, 智能用电公变出口至用户电表、电动汽车充电站、分布式能源站点, 并向下延伸至传感器网络的接入网关。

(3) 应用层。网络层将信息通过电力主干网传到应用层, 即电力控制平台和后方控制中心。这样传感器采集到的信息由网络层经骨干网传到电力平台, 自动对电网实时运行状况进行分析、判断, 实时调整并计算出最优调整指令。依托智能用电技术平台, 提供满足电网发展及客户需求的智能化应用, 整合供用电资源, 自动生成最优的客户业扩方案。

最底层的是小区中用户的各种业务信息, 包括用户用电信息、用电设备状态信息、用户请求服务信息等。通过数据采集模块, 用户的用电信息被收集起来, 传到上层的中央控制单元。

2.2智能用电小区软件平台的设计

智能用电小区中基于宽带无线的通信平台的建设旨在建立以客户为中心的供需双方互动协调工作机制;普查用电服务、用电管理相关客户和电网数据资料, 建立更深层次的电网设备和客户基础资料的对应拓扑关系。智能用电小区软件平台根据用户的不同要求提供不同的互动服务信息, 如图2所示。

智能用电小区的软件平台是智能用电小区提供人性化管理、连接客户的桥梁。在智能用电小区中, 将用户智能交互终端连接配套社区软件, 实现物业管理、社区服务、社区电话、可视门禁等智能化功能。基于网络化、人机交互、融合业务与功能的原则, 凭借用电信息采集系统的网络平台, 直接向用户显示用电信息、用电方式、告警信息以及电价政策等相关内容;对于居民用户, 将用电信息采集系统通信网络向用户家庭延伸, 可在家中安装用电显示终端, 终端显示可直接连接到家庭电气线路上, 以采集器或电能表为网关, 通过宽带无线通道自动监测自家电能表。建立用户与电力公司之间实时连接、互动、开放的数字网络, 实现电力流、信息流、业务流的有机融合, 满足双向互动营销需求, 实现通信与能源一体化服务。

三、结论

供用电智能分析系统 篇5

安高的世界，世界的安高。

只有全力以赴，梦想才能起飞。

安高科技，让您满意！

安高电气，温控行业领跑者。

追求客户满意度，是我安高责任！

安高电气，安全放心。

一言九鼎，诚信企业，超越自我，勇闯安高。

徐州安高电气，安全高效有力！

你的品位，我的品质，好的搭档，你我都需要。

品质安高，自强不息。

安高电气，让您满意！

中国的安高，世界的安高。

质美质好，至安至高。

融安高电气情，筑美丽中国梦。

安全赢天下，高效创未来。

给我一次机遇，还你一个奇迹。

宁愿为价格解释一阵子，不愿为质量道歉一辈子。

安高电气，安全高效。

德民新时代，电气无意外。

供用电智能分析系统 篇6

国网冀北电力有限公司管理培训中心 北京 102401

摘要：电能是生产和生活中的主要能源，在经济发展中不可替代，并且工业生产的用电量在国民经济的用电量中占据70%的比例，因此要采取经济上合理、技术上可行的电力节约措施，有效解决供用电系统中的电能浪费。

关键词：供用电系统；技术改造；节约电能

一、引言

能源既是实现经济发展的基础，又是阻碍经济发展的因素，在经济发展中扮演着双刃剑的角色。由于我国是人口大国和能源大国，人均的资源占有量较低，主要表现为用电紧张。在这种用电紧张的大环境下，节约能源和低碳生活顺势而生，因此我国要不断提高能源的利用率，并把能源节约作为社会发展的重点项目。目前，我国能源的使用中，工业生产的用电量占70%，因此电能节约中首先要对工业生产进行节能改造。

电能属于二次能源，在利用电能时一般只消耗一次能源的30%。电能的利用率是指消耗的电能总量和利用的电能总量之比。消耗电能总量和利用电能总量的差值是损耗的电能，电能损耗主要有管理损耗和设备损耗两种。管理损耗的增加形式表现在管理不完善、操作工艺较低、工序不协调、参数不合理等。设备损耗的增加形式表现在设备性能较差、电能的传递次数和转换次数较多、设备的效率低等。在供用电系统中，电能损耗主要表现为变压器对电能的损耗和线路对电能的损耗。

二、供用电系统

供用电系统是指发电、输电、变电、配电、用电的系统和设备在供电过程中，根据技术需要和经济需要，把能源转成电能，再把电能输送给用户的控制系统。（一）供用电系统的设计标准

①保证用电的安全可靠，例如：人员安全、设备安全、供电不间断；

②电能提供合格，频率控制在0.2——0.5HZ之间，电压控制在7%——10%之间，谐波含量符合国家规定标准；

③供用电系统的运行要遵循经济性原则，并不断进行技术更新和设备更新，实现降耗节能；

④供电要环保，供电过程中排放的噪音、电磁辐射、三废等要符合规定标准。

（二）供用电系统节能设计的标准

1、节能设计供用电系统

①变配电所的位置要和负荷中心接近，通过配电半径的缩短，来降低线路的电能损耗。

②对变压器数量和变压器容量进行合理选择，使变压器适应季节性产生的负荷变化，并实现变压器的灵活投切，通过轻载运行的减少，来降低电能损耗和实现经济运行。

2、减少线路的电能损耗

线路电阻的计算公式是r=pl/s，也就是线路电阻和导线的长度l，以及导线的电阻率p之间形成正比，而和导线的截面s之间形成反比。根据线路电阻的计算公式，可以从以下方面减少线路电阻：

①选择电阻率小的导线，例如：铜芯导线的电阻率较小，铝线次之。

②线路设计中少走弯路、多走直线，并且低压配电中线路的设计要尽量少走回头路，最好不走回头路。

③加大线截面积和减小线路电阻。

三、供用电系统的节能改造

（一）科学管理供用电系统

1、建立能源管理系统

建立系统的能源管理和制定科学的管理制度，使供用电系统提高能源管理效率。能源管理过程中，不仅要加强能源使用的环节管理，还要加强供用电系统工作人员的责任意识，使每位工作人员积极参与电能节约，并积极落实节能工作。

确保供用电系统要有计划的进行电力供用，根据用电的实际情况，对供用电的时间进行有效調整。由于供用电系统在高峰期一般是高负荷运行，供电能力有所降低，因此要了解用电规律，合理安排供用电时间。

2、加强人员管理

加强设备管理首先要加强工作人员管理，毕竟工作人员是把设备管理有效落实的重要因素。设备管理主要包括设备检修和设备保养。例如：电动机检修中，通过减小定子和转子的摩擦实现电能节约；检查设备的接头是否接触良好、检查设备是否散热正常等。设备的运行不正常现象不仅会造成设备不安全，损坏设备，还会严重耗能，因此要加强设备管理，并把设备管理落实到具体的工作人员头上，通过责任制加强设备管理。

（二）科学改造供用电系统

1、更新先进设备

供用电的设备要随着科学技术的发展不断更新，在设备更新中要有意识、有目的的进行更新，例如：高压断路器的更新。高压断路器承担着负荷电流合关、线路重合闸、故障电流开断的功能，在电网系统中属于重要的高压设备，并且高压断路器的性能直接影响着电网安全。在6～10kV的配电网络中，一般使用的高压断路器是SN型的少油断路器，这种高压断路器的分闸时间长、遮断容量小、维护量大，不仅不能进行频繁的操作，还会潜藏火灾隐患和爆炸隐患。随着科学技术的发展，使用ZN型的真空断路器取代SN型的少油断路器是供电网系统的发展趋势。

在更新设备中，要保留断路器的操动机构和传动，更新断路器的本体，这就需要使CD型的电磁机构和ZN型的真空断路器相互配合。而CD型的电磁机构由于关合功能较大，可以有效满足SN型的少油断路器需要高关合的要求。在对传动机构的主拐臂进行转角减小时，要根据传动机构和断路器的主拐臂来选择比例，在1.2：1的比例下，把传动机构和断路器两者主拐臂的垂直距离进行相应缩短，并且对断路器的分闸弹簧长度进行相应调整，从而使断路器本体的合闸速度符合真空断路器的关合需求。这种技术改造能降低断路器的机械振动和机械应力，能减小波纹管冲击和提高波纹管寿命，能减轻触头熔焊和减小触头弹跳。

2、淘汰低效率设备

淘汰供用电系统中效率较低的设备，用效率较高的设备代替效率较低的设备。例如：和热轧硅钢片变压器相比较，冷轧硅钢片变压器的空载损耗要比前者小一倍。在变压器都是1000kVA时，冷轧硅钢片SL7型的变压器，其空载损耗是1.8kW，而热轧硅钢片SL7型的变压器，其空载损耗是3.9kW。当把SL7型的变压器更新为SJL型的变压器时，变压器在一年中空载损耗的节约电能如下：（3.9-1.8）kW×8760h=18396kW.h。由此可见，用效率低的设备代替效率高的设备，其电能节约的经济效益十分显著，因此，在供用电系统中要大量使用电能节约效果更好的S9型变压器和S11型变压器。.

改造或者更新高耗能低效率的产品，使用节能设备。节能设备的经济效益非常显著，例如：10000万个家庭中，假设每个家庭都使用节能灯，每天平均亮4h，那么一年可省电（60-9）×10‐ 3kW×4h×365×10000×104≈7.45×109 kW·h（74.5亿kW·h），如果每千瓦时的电价是0.56元人民币，一年中可省41.7亿元人民币。

3、维修保养设备

新的供电设备投入使用后，要在使用一年内进行预试和小范围的维修，待检查指标合格和运行稳定之后，才把供电设备转入预试周期和正常检修。在检修供用电设备的过程中，检修的周期表不仅要对应检修设备的质量报告和质量验收，还要把周期表根据时间和地点进行分类，并装订成册，以备日后档案调查。在对供用电设备检修试验的内容进行设置时，要建立和健全各项设备检修试验的数据趋势图，依照变化的趋势和规律，分析供用电设备的试验数据，例如：短路阻抗、油色谱、绕组绝缘的电阻、油检化等数据趋势，如果发现试验数据有异常，要及时进行维修，并进行设备维修的动态跟踪。

（三）技术改造供用电系统

1、改造供用电系统

对供用电系统中不合理的地方进行技术改造，通过降低设备线路的电能损耗来节约电能。例如：把小截面的导线改造成大截面的导线；把迂回的配电线路改造成直线的配电线路；更新漏电和绝缘破损的导线；在经济指标和技术指标合理的基础上，升压配电系统；把变配电所的所址进行改造，通过变压器的分散装置，使变压器和负荷中心更接近，从而降低线路的电能损耗等。这些技术改造的措施都可以有效降低电能损耗，实现电能节约的良好效果。

把大耗能的供电设备进行技术改造，例如：1000kVA的变压器，在技术改造前使用的是热轧硅的钢片铁心，其空载损耗是6.5kW，技术改造后使用的是冷轧硅的钢片铁心，其空载损耗是2.5kW，由于进行技术改造后，变压器在一年中可以节约如下电能：（6.5-2.5）kW×8760h=35000kW.h。在交流弧焊机上安装自停装置，由于技术改造，交流弧焊机在一年可以节约1000kW.h的有功电能和3500kvar的无功电能，大大提高了设备的功率因数。根据上述举例，可以发现对设备进行技术改造可以节约大量电能。

2、降低电网损耗

电网损耗是输电网络和配电网络电量损耗的总称，主要包括技术损耗和管理损耗。技术损耗是电网中元件电能的损耗，主要有固定损耗和可变损耗两种形式；管理损耗是人为因素和管理因素造成的线路损耗，可以通过管理的加强有效避免管理损耗。高压配电网络一般使用环形供电模式，环形供电主要有两种方式，一种是所有断路器闭合的闭环运行；另一种是开环运行，也就是说断路器QF1、QF4、QF5、QF8是闭合的，断路器QF2、QF3、QF6、QF7是断开的。正常情况下开环运行时，负荷从一个电源处受电，由于某个电源因故障切除，例如：1T故障和QF1跳闸时，断路器QF3合上，而负荷从电源3T处送电，获得备用电源。由此可见，变压器和线路要考虑备用容量。正常情况下闭环运行时，负荷从多个方向受电，这样不仅可以有效加强供电的可靠性和良好优化电能的质量，还能减少备用容量和降低电网损耗。

降低电网损耗，可以在降低电费和提高效益的同时，使配电设备的供电能力得到充分发挥，并且还能促进环境保护、资源优化、能源利用。例如：最大负荷500万kW的电力系統中，当有功损耗占比15%，损耗的有功率是75万kW；当年最大负荷的利用时间是4000h，年损耗的电能是30亿kW·h，如果每千瓦时的电价是0.56元人民币，一年可节省16.8亿元人民币。由此可见，降低电网损耗是提高经济效益的运行方式。

3、改进变压器供电

目前，我国供电系统中的电压器主要是10kV类型和35kV类型两种，变压器的容量为10亿kVA。由于变压器的容量大、运行时间长，在选择和使用变压器的过程中，蕴藏着的巨大的节能空间，因此要对供电系统的设备进行合理选择和合理搭配，在降低变压器电力消耗的同时，减少运行成本，从而使能源节约和经济发展兼顾统一。陈旧和破坏的变压器在供电系统中较为普遍，由于没有跟上科学技术的发展，导致电能损耗和资源浪费严重，因此要进一步改造变压器，并开发变压器巨大的节能空间，在供用电系统中用节能型变压器取代耗能型变压器。

（四）提高设备的电能利用

1、合理选择设备容量

对供用电设备的容量进行合理选择，使设备能够充分发挥潜力。功率因数是对供用电设备的使用状况和电能利用程序进行衡量的代表性指标，要提高设备的功率因数，可以通过提高设备的使用率和负荷率，来降低设备的电能损耗。在不添加补偿设备的基础上，提高设备的功率因数，例如：在电力变压器的运行中，合理选用变压器容量，使电力变压器和经济运行状态相接近。如果变压器负荷较低，就根据经济运行的条件，更换容量小的变压器。电容器的电路和线路的电感、电阻之间形成了R-L-C的串联电路，而串联电路和谐波电流之间出现谐振，会导致谐波放大。要有效选择设备容量，就要考虑以下方面：

①在电力变压器和感应电动机的合理选择中，有效防止设备的低负荷运行；

②同步运行绕线型的感应电动机；

③用容量相等的同步电动机取代感应电动机；

④把感应电动机的绕组结线进行合理改变，例如：把由联改造成为联；

⑤对低效率的设备更新和改造，进行经济分析和技术分析，使用能耗低、效率高的设备取代耗能高、效率低的设备。

2、使用无功补偿的设备

国家提高功率因数的标准中，规定企业要提高设备的功率因数，通过安装无功补偿的设备，使功率因数至少提高到0.9（一般规定cosФ≥0.9）。根据P=UIcosФ的公式，P和U不变时，提高cosФ可以减小线路I，实现电能节约。如果提高设备负荷率和降低无功率消耗后，cosФ仍然不能满足规定要求，则要使用无功补偿的设备，并提高功率因数cosФ。

无功补偿的设备有并联电容器和同步补偿机两种。并联电容器是专门改善功率因数的，其安装简便、组装灵活、维护便捷、扩建方便、功损较小。同步补偿机是对励磁电流进行调节的设备，可以补偿无功功率。工厂生产中要优先使用提高功率因数的并联电容器。在工厂供用电系统中并联电容器的装设位置主要如下：

①高压的集中补偿。高压的集中补偿是指把高压的电容器组在6～10kV的母线上进行集中装设，这种集中补偿的面比较小。

②低压的集中补偿。低压的集中补偿是指把低压的电容器组在低压母线上进行集中装设，这种集中补偿是对低压母线上的无功功率进行补偿，经济性良好。

③就地补偿。就地补偿是指把补偿的电容器组在需要无功补偿的设备附近单独装设，这种就地补偿对设备需要的无功功率进行单独补偿，补偿效果显著。

三种无功功率的补偿方式，要根据具体情况进行选择，选用最适宜无功补偿和最经济可行的方式。

参考文献：

[1]刘军.试探我国供用电系统技术改造节约电能[J].信息与电脑（理论版），2011，05：184.

[2]孙秀芹.企业供用电系统全面节电技术摘要[J].科技风，2013，15：222.

[3]杨少全.供用电系统设计方案的优化决策[J].科技创业家，2013，10：114.

[4]吴立新.关于农村供用电系统技术改造实现节约电力能源的有效探讨[J].电子技术与软件工程，2014，12：196.

[5]文龙国.工厂企业配电系统节约用电技术措施的探究[J].硅谷，2012，09：165+178.

[6] 肖思德.供用电在线監测系统总体分析和设计研究[J].科技创新导报，2009，

[7]郭裕琴.农村供用电系统技术改造的节能分析[J].民营科技，2012，12：212.

[8]张宁，齐维红，张少海.农村供用电系统中的电能节约[J].农机使用与维修，2008，03：33.

[9]李晓明，娄颖，尹项根，皮伟才.工业企业供用电系统无功补偿与节电[J].高电压技术，2006，06：116-118.

供用电智能分析系统 篇7

1 优化站用电负荷

在变电站中, 一般的站用电负荷包括户内和户外的照明负荷以及主变通风冷却负荷等, 下面我们来具体了解一下。

1.1 户内和户外照明负荷

如果是无人值班的变电站, 那么户内的灯具基本上不会出现同时开启的情况。在统计全站用电负荷时, 要考虑到户舱的照明, 而户内照明中的总负荷要与相应的修正系数相乘。

在户外照明当中, 一般变电站会将低位投光灯和草坪灯设置在户外, 以满足夜间照明的需求, 这属于一种连续的负荷。在无人值班的变电站中, 仅在夜间有重大的故障抢修和巡视时才会进行户外照明。当夜间需要故障抢修时, 可利用照明控制箱开启户外的灯具。而在夜间巡视的时候, 既可与视频监控系统相结合, 还可将外部控制回路添加到正常的照明回路中, 使在户外照明灯具中使用远程控制的想法得以实现。

1.2 主变通风冷却负荷

主变通风冷却负荷主要为主变冷却风机提供电力, 在站用电负荷当中, 它是非常重要的负荷, 要求能够可靠、连续地供电。在这里, 可考虑同时运行4台主变, 将所有的风机全部打开。这个负荷也属于经常性、连续性的负荷。

2 优化配电装置的供电方法

在配电装置中的加热负荷、开关隔离和断路器的操作中, 可以选用以下两种供电的方式:辐射供电和环形供电。下面来深入探讨和对比这两种供电方式的应用价值。

2.1 应用价值

应用辐射供电时, 要在各配电装置的场地中设置专用的配电箱, 配电箱的电源要一路运行, 一路备用。因为辐射式的供电需要配用配电箱, 所以比较传统的变电站会习惯应用环形供电网路。而随着变电站规模的不断扩大, 配电装置的面积会不断增大, 为确保在环形供电网络末端出现短路时断路器依旧灵敏, 就必须增大电缆的截面, 这给电缆的敷设施工带来了很大的不便。应用环形供电网络, 要在其环网的中心位置设置刀开关, 并以开环的形式运行。

2.2 两种供电方式的对比

以500 k V配电装置场地为例, 对两种供电方式进行对比。其中, 接地、隔离开关的负荷为160 W/390 V, 断路器的负荷为1 100 W/230 V, 断路器加热后的负荷为650 W/230 V, 互感器的负荷为50 W/230 V。

2.2.1 环形供电

该配电装置场地有5个完整的串, 以此形成2个环形的供电网络。当其中一条母线出现故障的时候, 就要立即断开与母线所连接的3个断路器, 再分析互感器和断路器中的加热负荷, 其中, 总需负荷为17.8 kW, 而环形供电网中电缆的长度是400 m, 则:

式 (1) (2) 中:I为负荷电流;P为总操作负荷;U为额定电压, 为380 V;S为电缆的截面积, 为33.87 mm2;L为电缆的长度, 为410 m。

脱扣器的灵敏程度需要满足:

式 (3) 中:Id为电缆末端的短路电流;Iz为电流脱扣器整定值。

随着电缆长度和负荷的不断增加, 要想确保脱扣器的灵敏程度, 就必须增大电缆的截面。如果在全站500 kV的配电装置场地中应用环形供电网络, 那么其电缆的截面积就需要3×95+1×50=335 mm2, 而这么大的电缆截面会直接造成施工难度的剧增。

2.2.2 辐射供电

将每串配电装置预制舱中的交流分电柜指引到场地的汇控柜中, 这时, 每个回路都只需为一台断路器供电, 其总负荷为5.38 kW, 最大供电长度为60 m, 所以就只需要选取3×16+1×10=58 mm2的电缆, 电缆长度在10~62 m之间不等, 一共需要1 300 m。

应用辐射供电电缆后, 虽长度有所增长, 但电缆的截面非常小, 所以施工难度不大。而应用辐射供电方式后, 电源都是来源于二次设备舱当中, 所以二次设备舱中的负荷有所增长, 站用电柜到二次设备舱当中的电缆必须要加粗。虽然这种情况会导致部分费用增加, 但其综合造价还是明显比环形供电低。应用辐射供电的方式, 每个回路都只靠一个汇控柜来供电, 但应用环形供电网络需要与很多汇控柜串接, 其供电可靠程度比辐射供电要低。

3 结束语

综上所述, 要想优化500 k V标准配送式智能变电站站用电系统, 就要与二次预制舱相结合, 将其中的接地、隔离开关的负荷、断路器以及汇控柜等负荷选用辐射供电的方式, 降低电缆工程和电缆截面的造价, 并降低电缆施工难度。

参考文献

[1]陈斌, 李海烽, 刘苏琴.500 k V标准配送式智能变电站站用电系统优化设计[J].江苏电机工程, 2015 (01) .

智能用电信息采集系统研究 篇8

智能用电信息采集系统技术是一种新技术, 在我国还没有全部实现。该系统能实现电能计量数据的自动采集、传输与处理, 并能将其应用到电能供用与管理系统中, 为自动抄表、短信平台、自动查询、智能互动、个性服务等提供了强大的技术支撑, 是实现智能用电的基础。智能用电信息釆集系统的优势非常明显, 可以解决人工采集数据过程遇到的许多困难, 采集数据的效率与质量都很高, 不容易出错, 可解放大批人工采集的劳动力, 并推进电能计量管理技术向现代化进程迈向一大步。

2 智能用电信息采集系统的组成

2.1 采集用户及数据分类

随着通讯、微处理器和制造工艺等的迅猛发展, 系统的功能配置、结构形式和性能指标等在不断发展和完善。用电信息采集系统构架主要由集中器、采集器、主站前置机、智能电表等组成。用电信息采集系统的采集对象包括:第一, 大型/ 中型专用变压器电力用户, 用电容量在100k VA及以上/100k VA以下的专用变压器电力用户;第二, 三相/ 单相一般工商业电力用户, 包括低电压等级的商业、小容量、工作等用电性质的非居民三相/ 单相用电;第三, 居民电力用户;第四, 公用配变考核计量点, 考核公共设施供电变压器上的内部量测点。

由于用电信息采集系统的采集对象不同, 则出现了不同电力用户类型, 会产生不同的电力需求, 可能是用来生产, 也可能用来家用, 不同需求的用电量截然不同。而智能用电信息采集系统要实现不同需求电力用户与公用配变考核计量点用电信息的全面采集。通过需求分析, 按照电力用户电力需求的业务, 可以将用电信息系统采集的数据划分为六种类型, 包括电能数据、交流数据、运行状态数据、电能质量越限统计数据、事件发生记录数据、其他数据, 等等。

2.2 主站

主站是整个系统的管理中心, 管理全系统的数据创术、数据处理和数据应用及系统运行和系统安全, 并管理与其他系统的数据交换。主站需要全面整合原有关口电能量采集、大用户负荷管理、低压集中抄表、配变监测等系统业务应用, 为各省公司及地级公司采集电力数据提供强有力支撑。主站的接口能实现与外部系统用电数据的相互交换, 主站的总体架构分为四层, 现对其进行简要介绍。 (1) 表现层:直观面向使用用户且提供标准业务应用相关操作和信息界面显示功能, 并具有用于复杂逻辑操作的C/S模式和用于数据信息上传的B/S模式两种客户端。 (2) 业务层:包括数据采集子层、业务应用子层及对外接口三部分。通过多种类型通讯设备连接的采集子层, 将采集数据上传至处理数据及其他增值功能的业务应用子层, 该层是用电信息采集系统的核心部分。 (3) 支撑层:为业务层提供专业性技术支持, 通过信息、安全防范、通讯等模块实现该层自身的逻辑业务功能, 所以要求本层的通讯模块、安全模块以及信息模块应性能高效稳定, 以满足不同情况的需求。 (4) 数据层:通过建立大型数据库, 为采集到的数据进行储存、读取、计算等。

2.3 通信信道

智能用电信息采集系统通信信道连接主站、采集终端及电能表, 是信息交互的承载体。通过远程通信信道和本地通信信道两种通信信道完成电力数据的采集和传输。

远程通信是指采集终端和主站之间的数据通信。当前, 可供用电信息采集系统开展数据传输的远程通信资源主要有GPRS/CDMA无线公网、光纤专网、230MHz无线专网和中压电力线载波等。

本地通信是指采集终端和用户电能计量装置之间的数据通信, 在用电信息采集系统中主要是集中器和采集器、集中器和电能表、采集器和电能表之间的通信。当前, 用电信息采集系统使用本地通信方式, 主要有低压窄带电力线载波、低压宽带电力线载波、微功率无线和RS-485 等。

2.4 采集终端

釆集终端是对各信息釆集点的电能信息进行采集、数据管理、数据传输以及执行或转发主站下发的控制命令的设备, 按使用场合分为厂站采集、专用变压器采集、公用变压器采集、低压集中抄表 (集中器和采集器) 、分布式电源测控等终端类型。

2.5 智能电表

智能电能表是新一代智能型高科技电能计量产品, 是智能电网高级计量体系中的重要设备, 它将有助于在消费者和电力公司之间实现实时通信, 使人们能给予环境和价格的考虑, 最大限度地优化能源用量。根据建设智能电网的要求, 所有关口、计费用户都需要安装智能电能表。

智能电能表有电流釆样电路、电压分压电路和集成计量电路组成的电能计量单元;有微控制器、数据内存卡、掉电检测和时钟组成数据处理单元。由电源、高能电池组成供电系统;由LCD显示器、通信口、按钮、外卡接口、时钟输出辅助端子组成输入输出系统。

3 智能用电信息采集系统主要功能

一般智能用电信息采集系统需要具备一些基础性的功能, 主要体现在采集处理、抄表付费、电力管理与维护及数据的共享等方面。笔者现对其进行分析总结。

3.1 数据处理功能

一般来说, 用电智能化以信息的实时、定时与主动采集为基础, 可以通过时间的设定进行定期采集与上报, 采集的内容包括与电力运行相关的电力质量、负荷、工况和事件等, 另外需要对采集到的数据进行原始分析、分类储存与管理, 从而保证数据的完整性与正确性, 同时根据数据的常规情况实时监测, 及时发现数据异常, 同时发出警示, 在一定程度上提供完备的数据备份与恢复方案。

3.2 抄表与付费功能

用电智能化信息采集系统需要实现电表的自动抄表上报与预付费扣费与充值功能, 其可以实时监控用户的用电量, 获得准确的用电数据, 然后对用户进行必要的预付费管理, 当用户用电量不足时, 主动提醒客户续费, 而当预存电量为零时, 主动执行跳闸控制。

3.3 有电管理功能

在一些特殊的电力管理与安全生产中, 可事先编制用电的限电控制方案, 并输入系统, 系统会自动识别用户的用电情况与负荷情况, 根据用电方案的要求进行监督, 一旦发现一些非法或非程序用电现象, 则可以实现对用户开关的控制。

3.4 常规的运行维护功能

这些功能较多, 且主要是为了维护系统基本功能的实现:其一, 保证系统设备时钟的准确性;其二, 对系统操作员进行密码与权限管理;其三, 建立必要的系统与终端档案;其四, 对系统的正常运行进行实时监测, 生成运行报告;其五, 根据不同需求进行各种数据的组合输出。

4 结语

总之, 智能用电信息采集系统具有很强的优势, 具有先进的电能计量数据自动采集、传输和处理能力, 不仅可以建立电力用户与电力管理的实时互动, 建立新型的供用电关系, 从而达到降低用户用电成本、提升可靠性、提高用电效率的目的, 同时将用户的智能家居设备统筹到用电管理中来, 实现用户的多角度用电需求, 同时推出一些增值服务。我国已在大力加强此类系统的建设, 而在不久的将来, 将进一步推进智能用电系统的发展与实现。

摘要：本文详细介绍了智能用电信息采集系统子站、通信信道、采集终端、智能电表的基本概况, 以及用电信息采集系统对采集用户和数据的分类情况, 并分析了系统各个功能单元的主要功能, 希望智能用电信息采集系统能有更广泛的应用。

关键词：用电采集系统,智能,功能

参考文献

[1]周金飞.用电信息釆集系统[J].农村电气化, 2012, (9) :26.

基于实时电价的智能用电系统 篇9

我国当前的电价是受管制的, 所以电价并不能将电力供应和电力需求间的关系真实反映出来, 导致电力企业面对电力需求波动时不能及时给予有效的调节, 进而浪费大量的电力资源。

电价形成机制的理想化状态是:结合电力供需的实际情况, 参照电力供应中清洁能源所占比例, 电力企业实时制定电价机制并立刻发布电价, 全面满足电力用户的需求, 使电力负荷需求达到理想化状态。所以建设智能用电系统的首要任务就是放松电价管制。

然而在实际实施过程中, 理想化电价形成机制仍然存在较多的问题, 可操作性不强。即使将电价限制在某一特定区域内, 由于电价种类繁多, 颗粒化的电价会让电力用户产生响应疲惫, 响应效果会大打折扣。此外, 颗粒化电价会促使电价政策的发布, 而且通信数据量过于庞大, 进一步增加了智能用电系统的建设费用和运行费用。

目前, 我国大部分地区普遍采用峰谷电价日时段划分策略。电力企业结合负荷预测的具体情况, 科学制定峰谷电价日时段划分策略, 保证峰时段、平时段、谷时段时间长度相等。为了进一步扩大经济利益, 电力企业可制定针对性较强的划分策略, 这利于社会节能减排的实现。与此同时, 政府可以授权电力企业更多种类的分时电价, 这样能够更加细致地调节电力负荷需求。

二、智能用电系统的特点分析

在发布实时电价的基础上, 智能用电系统的基础是信息化, 手段是自动化, 高级应用是互动化, 最终目的则是高效使用能源。信息化具体表现在采集信息、预测负荷、制定电价策略等流程上;互动终端严格遵循用户设定的价格策略是自动化的重要表现;互动化则表现在用户针对用电负荷设置不同的价格策略上。其中, 智能用电系统的信息流, 具体可以参见图1。

三、基于实时电价的智能用电系统分析

智能电力系统的组成部分有主站系统、智能电表、本地信道、远程信道、智能开关、互动终端等。从运行经济性出发, 在居民用户智能用电系统中, 可以利用本例信道来集中和转发远程信道与智能电表间的通信;从发展角度出发, 智能家电将会逐步替代智能用电系统中的智能开关。

1.主站系统

主站系统具体分为四个子系统: (1) 用电信息采集子系统:电力企业借助该系统能够及时掌握用户用电信息, 为市场分析提供充足的数据和信息。此外, 采集和存储大量的用户用电信息, 为其他子系统的正常运行奠定了基础。 (2) 营销服务支持子系统:该系统能够为用户提供个性化、多样化、集成化的服务, 如用能咨询、节能分析等。电力企业借助该系统, 能够实现自动化办理营销业务, 如抄表管理、电量电费、电能计划、购电管理、线损管理、用电检查等。 (3) 负荷预测子系统:该系统能够借助智能挖掘、联机分析等技术, 采用多维分析的手段, 对营销数据中心存储的用户用电信息进行分析, 提高负荷预测的准确性, 有针对性地为企业制定电价策略。 (4) 电价策略制定和发布子系统:该系统结合发电信息、输送能力信息等, 利用预测的结果, 根据具体情况, 科学制定电价日时段策略, 并在第一时间将制定的策略发布给所有的电力用户。此外, 该系统还能向电力用户定期发布结算电量电费清单等相关信息。该系统采用的是排列组合的算法, 能够根据政府监管方案, 制定出多种电价日时段划分策略, 电力企业只须将负荷预测子系统预测的结果输入到该系统中, 该系统就能自动筛选出针对性最强的电价日时段划分策略。

其中, 采用电价日时段划分策略的优势有: (1) 虽然电力企业对电价的细化程度不够, 但是电价日时段划分策略是在海量数据基础上制定出来的, 这在一定程度上弥补了电力需求与电力供应间的偏差; (2) 智能用电强调实时性通信, 发布的电价日时段划分策略能够降低此项要求; (3) 电价日时段划分策略扩展性良好, 不仅能够满足用户的需求, 而且还能促进智能用电系统的发展, 提高了电力企业分阶段建设智能用电的可行性。

2.远程信道

远程信道分为上行信道和下行信道, 其中, 上行信道的作用是将智能电表、互动终端采集的用户用电信息传送给电力企业;下行信道则是将电力企业制定的电价日时段划分策略发布给用户。此外, 远程信道还能够根据设定的时间抄读、传送预设数据, 电力企业预先设置事件, 事件报警能够实时监测并主动上报。再者, 在增值服务方面, 远程信道能够为客户提供定制服务。

在建设智能用电系统中, 最大的难题就是配用电侧通信手段。全国各地经济发展存在较大的差异, 所以电力企业必须要灵活配置智能用电系统的远程信道。针对正在运行的线路, 电力企业必须要全面考量经济、技术等方面的问题, 对当前可用的技术进行评估, 加快建设速度;针对新建的配网线路, 电力企业应该考虑在建设配电线路的同时, 利用光纤复合相线技术建设远程信道。

3.智能电表

智能电表是智能用电系统的核心, 所以在设计智能电表功能时, 必须从中国国情出发, 充分考虑当前电测通信信道的具体情况。在设计智能电表过程中, 必须要考虑以下几个问题: (1) 通信信道的承受能力; (2) 能源分布式接入; (3) 与用户互动的便捷性。

其中, 智能电表的功能如下:

(1) 计量功能:当前我国电力用户广泛使用的电箱电能表能够计量正向有功电量;而三相电能表不仅能够计量正向有功电量, 还能计量正向有功、无功最大需量及正向无功电量等。为了灵活接入分布式电源, 智能电表还应该具备计量方向有功、无功电量, 反向有功、无功最大需量等功能。从现阶段实时电价出发, 智能用电系统的智能电表必须具备的功能为记录峰谷分时电能量。从长远利益出发, 智能电表还必须满足多费率分时电价的各项需求。

(2) 费率与时段功能:智能电表在智能用电系统主战的操作下, 划分和执行费率、时段。通过远程信道, 智能电表在A-1日接收到电价时段划分策略, 同时将接收到的策略发布给电力用户, 在A日0点正式执行这项策略。

(3) 控制功能:具体是指电力企业能够借助智能用电系统主站完成智能电表停电、送电操作。智能电表利用电平开关信号、输出脉冲对表外负荷开关、表内继电器进行控制, 达到远程控制的目的。电力企业利用远程控制功能能够对欠费用户进行停电操作。

(4) 预付费功能:若智能电表内剩余金额不高于系统预设报警金额, 智能电表就能借助互动终端提醒电力用户;若剩余金额低于透支门现金额, 智能电表就能对用户进行停电操作;若用户续费后, 智能电表就能恢复供电。

(5) 为了减少电费纠纷, 智能电表应该每隔15分钟对用户3个月内的计量信息进行存储, 此外还应该保存3个月内发布的电价日时段划分策略。

(6) 事件记录功能:智能电表应该将3个月内远程信道、本地信道接受的电价日时段划分策略的事件代码保存下来。

4.本地信道

智能用电的主要内容有互动营销和用户参与, 如果智能电表没有安装在用户日常活动范围内, 那么用户参与环节的效果就会受到影响, 所以设置本地信道, 保证在第一时间将用户关心的信息反馈给用户。

5.互动终端

互动终端能够借助本地信道、智能电表, 实现实时通信。用户可以借助互动终端将自己关心的信息传送给互动终端, 互动终端通过人机对话模块进行反馈。通过本地信道, 互动终端采用控制智能开关的方式达到智能用电的目的。

6.智能开关

目前, 智能开关能够满足用户对智能用电的需求。然而, 未来智能开关不仅是将开关与本地信道进行融合, 而是将开关与各种传感器融合在一起, 进一步优化用电和控制。

参考文献

[1]吴伟坡.基于实时电价的智能家庭能源优化控制[D].上海交通大学, 2013.

[2]曾勇.基于智能电网的实时电价研究[D].重庆大学, 2011.

[3]刘畅, 周渝慧, 许蔚, 等.基于智能电网高级计量体系的居室智能节电系统设计[J].电力需求侧管理, 2010, 12 (1) :45-48.

[4]阮冰洁.计及实时电价的家居混合供电系统能量优化调度方法[D].浙江大学, 2015.

供用电智能分析系统 篇10

1 检测系统的功能作用

1.1 采集终端所处位置及作用

用电信息采集系统源于自动抄表系统 (AMR) , 对用户的用电信息进行采集、处理和实时监控, 实现用电数据的自动抄收、计量异常监测、电能质量监测、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能, 最终达到自动抄表、错峰用电、用电检查、负荷预测及节约用电成本的目的。用电信息采集系统的结构见图1, 有主站、通信信道、采集终端和计量仪表组成, 其中主站是系统的指挥调度和数据处理中心。通信信道是抄表数据传输的媒介, 主要包括通用分组无线业务 (GPRS) 、码分多址 (CDMA) 、230 MHz无线专网、公共开关电话网络 (PSTN) 、非对称数字用户环线 (ADSL) 、光纤专网及电力线载波等。计量仪表是系统的基础数据来源。采集终端是整个系统数据缓存和传输的中继站。采集终端按应用场所分为专变采集终端、集中抄表终端 (包括集中器、采集器) , 实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发和执行控制命令。

1.2 采集终端检测的必要性

采集终端作为用电信息采集系统的中间环节, 是联系计量仪表和主站的桥梁, 起着承上启下的重要作用。以黑龙江省电力公司用电信息采集系统为例, 目前接入采集终端5万多台, 涉及生产厂家近百家。如此数量众多的采集终端一旦存在问题, 将影响整个用电信息采集系统的可用性和信息采集的准确可靠性。同时, 对安装到现场的采集终端进行调试升级等处理, 势必将造成大量人力、物力浪费。另外, 采集终端厂家繁多, 其技术水平与生产水平参差不齐, 很可能出现产品标准不统一、产品形式五花八门、产品质量合格率偏低等问题。由此, 建设统一、高效、全面的检测系统就势在必行。

2 检测系统设计方案

2.1 检测系统结构组成

检测系统是对整个采集终端检测过程进行管理和控制, 实现采集终端各项性能和功能自动化检测的系统。检测系统的逻辑组成结构如图2所示, 和用电信息采集系统的结构相仿, 主要有主站、通信信道、待检测采集终端和虚拟表组成。其中主站主要包括检测服务器、检测密码机和检测台体。通信信道主要包括GPRS/CDMA、以太网、串口、电力线载波、RS485等。虚拟表是通过计算机、通信技术模拟现场各类电能表的软件。

检测系统软件包括采集终端检测软件 (包括专变终端检测软件、集中器检测软件和采集器检测软件) 、虚拟表软件及外围接口。采集终端检测软件通过控制检测台体, 如改变检测台体输出的电压电流等, 对采集终端性能和功能进行自动化检测, 具有支持多种上行协议、方案配置灵活、操作便捷易用等特点。虚拟表通过计算机、通信技术模拟各类电能表, 具有支持多种表计规约、支持多通道并发处理、支持数据存储等特点。外围接口包括与用电信息采集系统接口和与生产调度平台接口等, 实现接收检测任务和上传及共享检测结果等目的。

2.2 检测流程

采集终端检测的流程包括接收检测任务、检测设备申请、检测设备出库、检测设备核对、设备性能检测、设备功能检测、检定任务完成等。在设备性能检测和设备功能检测环节又可根据具体检测的性能或功能项分解成更小更细的流程, 如图3所示。

以检测终端抄收冻结数据功能为例:首先, 需要在自动化检测之前预设终端的电表参数及相关抄表参数 (此步骤只需配置一次, 采集终端检测软件会记忆使用者对此部分的修改或更新, 减少使用者重复性的操作) 。其次, 采集终端检测软件通过终端注册, 一方面是读取待检设备的比较重要的参数并存储, 另一方面从设备管理的角度只有经过识别注册的终端才是软件需要管理和检测的设备。在前两个步骤完成后, 就可以进入到自动检测环节, 首先启动检测脚本设置电表参数及相关抄表参数;接下来设置终端时钟, 时钟要求必须是某月最后一日的23时58分, 以保证终端过日过月, 启动抄收电表冻结数据。检查终端时钟是否设置成功是非常关键的一个步骤, 如果终端时钟设置失败, 整个检测将立即结束。最后采集终端检测软件等待一定的终端抄表周期后, 读取终端日冻结和月冻结数据并与虚拟表联动校验数据的真实性。

3 检测系统的关键技术

3.1 批量自动化检测

为缩短采集终端的检测时间, 提高检测工作效率, 终端检测应是并发、批量、自动化的。检测系统采用J2EE作为基础技术架构, 而Java语言提供功能强大多线程编程的API。Java虚拟机允许应用程序并发地运行多个执行线程。但在一个Java虚拟机里创建太多的线程可能会导致系统因过度消耗引起资源不足而发生崩溃, 即程序需要采取有效方法来限制任何时刻处理请求的线程数量[2]。因此系统软件采用池化技术来管理线程。线程池通过对多个并发任务重用线程来分摊对资源的开销, 并且通过调整线程池中的活动的线程数量来控制并发。

实现自动化检测的前提是用户可以根据自己的实际需要设计灵活可变、任意合理的检测方案, 这对系统软件的实现无疑是个很大的难题。在充分理解用户的实际需求和细致分析每个检测环节后, 系统软件创建了一个完善的检测流程模型。模型将检测终端某个具体性能或功能项定义为步骤, 检测流程是各个步骤的任意组合。模型又将流程描述和执行过程分开, 用户定义的只是一个流程描述。系统软件通过XML技术、Io C模式来实现此模型。XML是一种元标注语言, 定义了用于定义其他特定领域有关语义的、结构化的标记语言。XML能够更精确地声明内容, 提供了一种描述结构数据的格式, 并作为数据交换的标准格式, 因此它常被称为智能数据文档。这正契合了用户自定义检测流程描述的需求。而Io C设计模式中最基本的Java技术就是“反射”编程。通过“反射”可以将描述检测流程的XML文件转化成可执行程序代码。另外, 为使用户更加方便快捷的操作软件, 系统软件会记忆存储用户对检测方案的修改或更新。此部分的实现主要应用了Java对象序列化技术及内存数据库技术。

3.2 支持多种上下行协议

上行协议是指采集终端与采集终端检测软件的主站通信协议, 目前支持IEC 62056和Q/GDW 376.1协议。下行协议是指采集终端与虚拟表软件的电表通信协议, 目前支持DL/T 645—1997、DL/T 645—2007、IEC 62056-21、DLMS、Mk6E协议。对上下行通信协议的软件实现可以说是设计开发检测系统的核心工作。系统软件采用组件化的设计思路, 每个组件实现了一组服务 (每个服务可理解为一组接口) , 同时符合系统软件订立的规范, 例如, 初始化、配置、销毁。系统软件把不同协议的解析程序划分若干个完整的组件, 为界面应用程序提供一组服务接口。这样, 系统软件根据用户对上下行协议的实际需求通过拼接的方式将协议解析组件与界面应用程序整合在一起。此部分的实现主要应用了Java RMI技术。Java RMI能够让在某个Java虚拟机上的对象调用另一个Java虚拟机中的对象上的方法, 是J2EE中最简单、最有效的底层接口技术。

3.3 支持多种通信方式

采集终端与采集终端检测软件的通信方式有GPRS/CDMA、230 MHz无线专网、以太网和RS232串口。检测系统采用Socket技术实现采集终端与采集终端检测软件的TCP通信。相对于以太网, 采集终端每次连接到GPRS/CDMA无线网络时, 都会被分配一个不同的IP地址, 这就使采集终端检测软件不能通过固定的IP地址创建连接来访问采集终端。所以, 采集终端需要主动与采集主站创建Socket连接并且通过周期性的发送心跳来保持这个连接。那么, 采集终端检测软件就需要有效的管理这些建立好的Socket连接与采集终端进行通信[3]。传统的方式是通信程序创建一个Server Socket实例, 通过监听某个端口来提供Socket通信服务。这会产生两个问题, 一是建立连接前会造成阻塞, 二是过多的连接请求时会导致CPU使用率过高和大量内存被占用。所以, 采集终端检测软件采用java.nio.channels包中的最新的实现Socket技术的API来完成Socket的创建、断开、销毁等管理。对于230 MHz和RS232串口通信, 采集终端检测软件通过第三方组件将其转化为Socket方式来实现通信。

4 结语

检测系统是使采集终端无缝接入主站的前提, 是保证采集终端功能实现可靠性、合理性、一致性的重要手段。通过实时接口将采集终端检测结果上传至主站或其他生产系统, 避免未经检测设备非法接入, 实现检测与生产的闭环管理。检测系统与以往系统相比具有很多优势, 为各电力公司在采集终端检测方面提供了一种合理有效的解决方案。同时检测系统在对现场设备在线检测、远程集控等方面仍有待进一步完善。随着国内智能电网建设的逐步深入, 此系统一定会得到更加广泛的应用和发展。

摘要：针对智能用电信息采集系统建设、运行和应用中可能出现的未经检测设备非法接入、监测生产闭合性能不佳等问题, 结合系统建设和系统应用实际, 提出基于IEC62056协议的智能用电信息采集终端检测系统方案, 探讨了智能用电信息采集终端检测系统的设计方案及关键技术, 为国内智能用电信息采集终端检测提供有益的指导和借鉴。

关键词：智能电网,用电信息采集系统,终端检测系统

参考文献

[1]张文亮, 刘壮志, 王明俊, 等.智能电网的研究进展及发展趋势[J].电网技术, 2009, 33 (13) :1-11.

[2]李永茂.网络化远程自动抄表系统的设计及实现[J].现代电子技术, 2010 (19) :38-40.

供用电智能分析系统 篇11

要使配电系统正常稳定可靠地运行,对配电系统的维护必不可少,传统的维护方式无论是周期维护还是事后维修,都不能有效地提升其运行可靠性,而且浪费大量的人力、物力和财力,甚至造成不必要的损失。

本文提出了一种基于分布式网络的综合服务系统,通过对配电系统运行状况的在线监测和分析,预测配电系统的运行状况,预知配电系统的维护需求,及时调度专业维护人员进行维护,有效缩短故障停电时间,减少维护配电系统所需的人力、物力和财力资源。

1 系统架构

1.1 现场数据采集

为保证配电系统的可靠运行,首先需要监测配电系统的运行状况。电能的广泛应用使得配电系统的种类数量也增多,对于这些功能各不相同,形态各异的配电系统,需要监测的参数繁多归纳起来有以下6类[2]:

(1)状态参数。配电系统中各开关断开或闭合的状态,配电系统中的设备位置状态等状态参数。包括断路器状态、接地开关、储能位置、手车位置等。这些开关的状态直接表达了配电系统的运行状态,本文设计的系统可以实时监测和记录配电系统的开关状态信息。

(2)运行参数。配电系统运行时的电力参数,参照有关电能质量的相关国家标准,包括电压、电流、频率、谐波、功率、电压波动与闪变、三相不平衡等。理想的电能应该是标准的50 Hz正弦波,但在实际应用中,电能经过发、输、变、配等诸多环节因素的影响,会引起电压、电流或者频率的扰动或偏差,导致用电设备不能正常工作、缩短设备寿命甚至损坏。

(3)雷击信息。配电系统遭受雷击的信息,包括雷击发生时间,雷击电流,雷击造成的跳闸等。雷击信息表征了配电系统的防雷性能,也从侧面表征了配电系统是否接地良好。

(4)环境状态。配电系统所处环境的状态信息,包括环境温度、环境湿度等。环境温度和湿度不合适可造成配电系统出现凝露、漏电或者短路等故障。实时监测配电系统环境的温度和湿度,配合电热器等设备,升高环境的露点可防止凝露。

(5)节点温度。配电系统中关键连接点的温度信息。配电系统中的回路由多部分的电路组成,有相互连接的节点,由于节点连接不牢靠或者连接老化等原因,会造成节点电阻增大,造成电能在配电系统上的损耗增加和电能质量下降等后果。配电系统的节点电阻升高直接表现为节点的温度异常升高,甚至会烧坏节点造成断电。本文设计的系统可实时监测配电系统中关键的节点的温度信息,发现异常的温度信息随即报警提示处理。

(6)视频信息。配电系统所处环境的视频监视信息。有时配电系统的故障可能不是由配电系统本身性能引起的,不可控的自然因素或者人为破坏都可能造成配电系统的故障,对配电系统的视频监控可及时发现这类故障的原因,以便及时采取相应措施以防再次出现同样的问题。

通过以上6类参数即可监测配电系统的完整运行状况,数据可直接从配电系统的运行现场采集。

现场数据采集节点结构如图1所示,6种数据采集模块分别实时采集配电系统的6类参数,并通过工业现场总线连接到现场数据采集计算机,计算机实时对采集的数据作相应的运算,通过路由和防火墙连接到网络。配电系统的运行状况数据实时上传至网络的同时也被存储,用户可通过网络查看配电系统的实时和历史运行状况[3,4,5,6]。配电系统的实时运行状况信息也会被显示在监控画面上,图2显示了被监测配电系统的部分电能质量信息、开关状态信息和环境状况信息的监控画面。

1.2 系统架构

系统架构如图3所示。区域内多个现场SCADA节点将实时采集配电系统现场运行状况数据并实时上传至区域子中心,子中心计算机存储这些数据并在监控画面上显示各配电系统的运行状况信息[7,8,9,10]。根据实际情况,可设多级子中心,现场数据实时逐级上传到系统中心,系统中心将显示分析和存储系统内所有配电系统的运行状况数据。系统中心负责整个系统的监视控制、管理调度、信息挖掘和决策支持,各级子中心服从上级中心的管理调度并对下级系统进行监视控制和管理调度。

2 预知维护

通过对配电系统运行状况的实时监测与分析,智能区域用电安全公共综合服务系统可预知配电系统的维护需求,在缩短停电时间的同时也减少配电系统的维护成本。

系统可通过变化曲线将参数的实时和历史变化趋势直观地表示出来,图4中显示了数据记录中电压和电流的变化曲线,图中电压均基本稳定在10 k V,而一天内电流的变化较大。当系统检测到配电系统的某些参数超过限定的值时,就会发出报警信息,包括报警触发时间和参数值都将被存储。

结合报警信息和趋势图形分析,可预测配电系统的运行状况,预知配电系统的维护需求,在配电系统发生故障之前,及时调度专业的维护人员赶赴配电系统现场进行维护处理,从而避免故障的发生,实现主动维护服务。按需求对配电系统进行维护可减少维护次数,缩短磨合期,延长运行时间,有效缩短故障停电时间[11,12]。

3 结束语

系统基于网络浏览器,可完成工程建立、维护、配置等操作,易于远程维护;系统基于分布式网络架构,易于后期增加需监测的设备或参数、配电系统现场SCADA节点、子中心等扩展操作。通过实时监测及管理配电系统的状态、运行、雷击信息、环境状态、节点温度和视频信息6类参数,用户可通过远程查看配电系统的实时和历史运行状况。

分析配电系统的运行状况数据,预测系统的运行趋势,预知系统的维护需求,实现主动维护服务,避免或者减少故障的发生。按需求进行维护可减少维护次数,缩短磨合期,减少盲目维护带来的不稳定因素的介入,延长稳定运行时间,有效缩短故障时间。另外,对配电系统的按需维护服务可减少维护工作造成的资源浪费,区域内集中维护,通过系统调度管理满足区域内所有配电系统的维护需求,可雇佣少量更加专业的维护人员,以提高维护效率,提高维护服务质量,提高人力资源的使用效率,减少维护所需的成本。

摘要：随着电能的广泛应用,用电负荷越来越大。为保证用户安全用电,文中设计了一种基于分布式网络的综合服务系统。通过实时监测、分析和预测配电系统的运行状况,及时调度维护服务从而实现预知维护,进而缩短故障停电时间,提高用电安全性,同时也降低了配电系统的维护成本。