山東力創(chuàng)GPRS無線公網(wǎng)配電變壓器實時監(jiān)測管理系統(tǒng)

隨著電力城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造的逐步完善，一戶一表工程、抄表到戶工程的結(jié)束，在能源緊缺，系統(tǒng)電源性缺電，全國拉閘限電、有序錯峰用電的形勢下，國家電網(wǎng)公司要求全面推進(jìn)電力需求側(cè)管理，對線損管理、提高供電質(zhì)量、保證供電的可靠性和安全性提出了新的要求。目前簡單的電能計量已不能滿足對配變的監(jiān)測管理，而對配變的運(yùn)行狀況的實時測控提出了新的需求。

配變監(jiān)測現(xiàn)狀
　　配變由于其安裝位置分布、安裝地點(diǎn)等問題，造成設(shè)備數(shù)量多、運(yùn)行環(huán)境惡劣；地理地形分布不平衡，比較分散等特點(diǎn)。人工抄收不僅需要大量的人力物力，而且耗時長、數(shù)據(jù)同一性差、甚至因人為因素的假數(shù)據(jù)，無法為配變管理和決策分析提供有效數(shù)據(jù)。
　　配變監(jiān)測數(shù)據(jù)單一（目前多數(shù)僅為電能計量），而配變的其他重要參數(shù)如功率因數(shù)、零序電流、電壓不平衡度、諧波含量、無功分布及超限報警、防盜報警等功能均缺失，無法為線損分析、負(fù)荷預(yù)測、電力需求側(cè)管理提供有效數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)功效
　　力創(chuàng)公司開發(fā)設(shè)計的”GPRS無線公網(wǎng)配電變壓器實時監(jiān)測管理系統(tǒng)”采用先進(jìn)的智能電量測量技術(shù)、GPRS通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和GIS技術(shù)，通過配變實時監(jiān)測、GPRS遠(yuǎn)程抄表和數(shù)據(jù)分析，及時掌握配變的運(yùn)行情況，防止配變負(fù)荷嚴(yán)重超載導(dǎo)致設(shè)備的燒毀、三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡導(dǎo)致配變的加速損壞，配變長期輕負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致的不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)和大量感性負(fù)載運(yùn)行導(dǎo)致的功率因數(shù)過低、高線損等，對于線損分析、負(fù)荷預(yù)測、配電自動化管理，提高供電質(zhì)量、保證供電的可靠性和安全性提供了保障。
系統(tǒng)組成
　?、?配變管理主站；
　?、?配變監(jiān)控終端(配電綜合監(jiān)控裝置)；
　?、?GPRS通訊通道。


圖1
系統(tǒng)功能
1 配變管理主站
　　1.1 管理功能
　?、?配變臺區(qū)資料管理
　　以各級電力供電公司為單位，建立管理該公司所管轄的配變臺區(qū)名稱、配變所屬變電站、配變所屬線路、配變地理位置、配變型號等配變臺區(qū)檔案資料。
　　⑵ 配變用戶資料管理
　　建立管理配變用戶名稱、容量、CT變比、PT變比、監(jiān)控終端編號、通訊ID、用電性質(zhì)和抄表員等用戶資料。
　?、?系統(tǒng)用戶管理
　　防止未授權(quán)用戶非法進(jìn)入系統(tǒng)，設(shè)置管理用戶帳號、密碼和操作權(quán)限等。
　　1.2 數(shù)據(jù)采集功能
　　數(shù)據(jù)采集采用定時巡檢、隨機(jī)巡檢和自動收集相配合，采集配電綜合監(jiān)控裝置實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。
　?、?定時巡檢功能
　　配變實時監(jiān)測管理系統(tǒng)按管理員設(shè)定的巡檢時間自動采集配電綜合監(jiān)控裝置實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。
　　⑵ 隨機(jī)巡檢功能
　　管理員可隨時在配變監(jiān)控管理主站隨機(jī)巡檢某臺配電綜合監(jiān)控裝置實時數(shù)據(jù)。
　?、?自動接收功能
　　配變實時監(jiān)測管理系統(tǒng)自動接收各配電綜合監(jiān)控儀的報警和事件記錄數(shù)據(jù)。
　　1.3 校時功能
　　為了統(tǒng)一各配電綜合監(jiān)控裝置的時間基準(zhǔn)，配變實時監(jiān)測管理系統(tǒng)可定時對各配電綜合監(jiān)控裝置進(jìn)行校時。
　 1.4 控制功能
　　配變實時監(jiān)測管理系統(tǒng)可對具有遙控輸出功能的配電綜合監(jiān)控裝置下發(fā)遙控命令，實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。
　　1.5 數(shù)據(jù)庫查詢功能
　　配變實時監(jiān)測管理系統(tǒng)采用安全、可靠的商用數(shù)據(jù)庫，建立標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)字段。可以查詢?nèi)我鈺r段配變的歷史數(shù)據(jù)、事件記錄、報警記錄等。提供方便的數(shù)據(jù)維護(hù)接口，在權(quán)限范圍內(nèi)提供數(shù)據(jù)接口，為負(fù)荷預(yù)測、線損分析和DSM系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)源。
　　1.6 統(tǒng)計分析功能
　　配變實時監(jiān)測管理系統(tǒng)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析功能，為用戶提供準(zhǔn)確實用的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為配變科學(xué)管理提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
　?、沤y(tǒng)計任意時段某臺配變的停電時間和次數(shù)；
　　⑵統(tǒng)計任意時段某臺配變的最大、最小需量發(fā)生時間和需量；
　?、墙y(tǒng)計任意時段某臺配變的低壓線損、電壓合格率、負(fù)荷率、分時電量等。
　　1.7 報表和曲線處理功能
　　配變實時監(jiān)測管理系統(tǒng)可以針對某一臺區(qū)、配變線路或某配變自動生成日報表、月報表、年度報表等匯總報表及。日報表統(tǒng)計一天24小時定時存儲的運(yùn)行參數(shù)，累計停電時間、過壓、過流報警等情況；報表可直接進(jìn)行預(yù)覽、打印。自動生成趨勢曲線，直觀的反映出各配變的運(yùn)行趨勢。曲線可任意放大、縮小和拖動。
　　⑴ 生成任意時段的電能量分時統(tǒng)計報表；
　?、?生成任意時段的負(fù)荷率、電壓合格率、負(fù)荷不平衡度報表；
　　⑶ 生成任意時段的配變綜合分析報表；
　?、?生成任意時段的配變參數(shù)趨勢曲線。
2 配電綜合監(jiān)控裝置的功能
　　2.1 遙測功能（含測量、統(tǒng)計與遠(yuǎn)傳功能）
　　配電綜合監(jiān)控裝置實時測量存儲以下配變參數(shù)：電壓、電流、有功/無功/視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電能、零序電流、電壓不平衡度、電壓/電流K值、各相電壓/ 電流0～31次諧波分量等；諧波失真度THD、 K值因數(shù)、三相電壓不平衡度、零序電流及各種電量的最大/最小/平均值統(tǒng)計便于用戶及時觀察與分析電網(wǎng)供電質(zhì)量并監(jiān)測三相線路異動；受電/饋電線路四象限功率測量，具正/反向有功電能、感/容性無功電能的高精度計量。
　　所有參數(shù)按存儲間隔定時存儲在存儲器中。
　　2.2 報警、防盜功能：
　　報警參數(shù)設(shè)定功能：電壓過低或過高，電流過低或過高，有功／無功／視在功率、功率因數(shù)過高或過低，低周或高周，相序錯誤或三相電壓不平衡度過高，電流/電壓的諧波失真度（THD）過高。
報警參數(shù)和開關(guān)變位自動上傳功能
　　2.3 短信上傳／查詢功能
　　可上傳／查詢參數(shù)：Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic、Io、P、Q、PF、FREQ和正向有功總電能、反向有功總電能、正向無功總電能、反向無功總電能，以上參數(shù)以短消息方式定時發(fā)送到預(yù)先設(shè)置的手機(jī)號碼上，設(shè)定時間間隔區(qū)間為10秒至180小時，步長10秒。
　　2.4 顯示與操作
　　現(xiàn)場實時顯示各種電量及信息，配合按鍵可設(shè)置參數(shù)。
　　2.5 遠(yuǎn)程通訊功能
　　配電綜合監(jiān)控裝置具備與主站進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的功能。

圖2

圖3

圖4

圖5
3 GPRS通訊通道
　　GPRS是在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸網(wǎng)絡(luò)，它采用先進(jìn)的無線分組技術(shù)，可以為水力、電力、交通、銀行等行業(yè)提供豐富的無線接入手段，移動GPRS方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：
　?、?采用透明雙向數(shù)據(jù)傳輸，鏈路自動維護(hù)；
　?、?只需要向移動公司開戶SIM卡，費(fèi)用可以采用包月方式使用，運(yùn)行成本低；
　?、?永遠(yuǎn)在線，只要激活GPRS后，將永遠(yuǎn)保持在線，不存在掉線問題，只有在產(chǎn)生流量時才計費(fèi)；
　　④ 快速登錄，全新的分組服務(wù)，無需長時間的撥號連接過程；
　?、?高速傳輸，GPRS最高理論傳輸速度171.2kbps，平均帶寬40kbps；
　?、?支持點(diǎn)對點(diǎn)、中心對多點(diǎn)及多點(diǎn)間的實時、對等數(shù)據(jù)傳輸，組網(wǎng)靈活，不受通訊距離和區(qū)域的限制，中心對多點(diǎn)的傳輸方式是配變實時監(jiān)控常用的應(yīng)用模式；
　?、?可靠性高，一般數(shù)據(jù)包傳輸?shù)某晒β试?9.9%以上。
　
價值分析
　　1、掌握配變臺區(qū)用電情況、負(fù)荷狀況，便于需求側(cè)分析和負(fù)荷預(yù)測，防竊電分析。
　　2、掌握配變臺區(qū)供電質(zhì)量：電壓平衡度、無功分布、功率因數(shù)、諧波分量。
　　3、掌握配變工作狀況，異常情況報警，保障配變正常運(yùn)行。
　　4、掌握配變臺區(qū)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況，提高線損管理水平。
　　5、掌握配變臺區(qū)變壓器配置信息及分布，提高臺區(qū)管理水平。
　　6、節(jié)省人力物力，減少運(yùn)行費(fèi)用。

行業(yè)應(yīng)用
　　河北電力局，湖北電力局