智能配电台区及低压配电自动化一体化解决方案

智能配电台区及低压配电自动化一体化解决方案

智能配电台区及低压配电

自动化一体化解决方案

概述

自我国智能电网建设以来，国家电网公司作为智能电网建设的引导者取得了骄人的成绩，同时积累了丰富的经验。近年来国家电网公司逐步加大智能电网配用电环节的投资力度，使配电自动化有了长足的发展，并在部分大、中、小城市相继落地，取得良好的成果。

为了提高电能利用效率，促进电力资源优化配置，保障用电秩序国家于2010年11月颁布《电力需求侧管理办法》，该办法指出各省级电力运行主管部门会同有关部门和单位制定本省、自治区、直辖市电网企业的年度电力电量节约指标，并对该指标进行严格考核。该指标原则上不低于有关电网企业售电营业区内上年售电量的0.3%、不高于最大用电负荷的0.3%。该办法鼓励电网企业采用节能变压器，合理减少供电半径，增强无功补偿，引导用户加强无功管理，实现分电压等级统计分析线损等，稳步降低线损率。这也为低压配电自动化及配电变压器经济运行提供了契机。

配电变压器是低压配电网的主要设备，在低压配电系统中建设中用量巨大，其运行的经济效益直接影响到整个电力系统的经济效益。在城乡10kV及以下的配电网中，配电变压器的损耗约占线路损耗的三分之一，农村配电变压器的损耗约占到整个电力系统损耗的60%，甚至更多，所以实现配电变压器经济运行具有很大的节电潜力，进而收到很好的经济效益。

智能台区建设是智能电网建设的重要部分，根据国家电网公司建设坚强智能电网总体部署， 2010 年国家电网公司确立了“农网智能化试点工程建设和配套关键技术研究” 科技项目，农网智能配电台区关键技术研究是其四个子课题之一，同时农网智能配电台区建设也被列入国家电网公司坚强智能电网第二批试点工程项目。为了全面贯彻建设智能电网“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进” 的工作方针，提升农网智能配电台区工程建设规范化和标准化水平，满足农网智能化发展需要和客户对供电能力、供电质量和供电服务的新要求，提高供电能力和供电可靠性，提升运行管理水平和服务能力，智能台区建设已是必然趋势。

一．智能配电台区

智能配电台区由主站系统软件、智能配电箱和低压漏电保护器组成。其中智能台区的主站系统软件是统一数据采集与集中监控平台的一个子系统。系统结构图如下：

图2.1 系统结构图

1.1统一数据采集与集中监控平台

1.1.1概述

传统的调度自动化、配网自动化、远程抄表等系统多为面向部门的独立建设，缺少总体设计和统一规划，各个系统间通信接口复杂，数据交换与共享困难，使用维护个性化，各系统数据存储形式各异，物理空间分散，数据重复，缺乏有效整合，数据一致性难以保证，缺乏统一的应用平台，每个独立的系统都不能展现电网运行全景，查看不同数据需要登陆不同的系统。建立统一数据采集与集中监控平台，对不同自动化系统的实时数据进行采集、存储和应用，并按信息化管理的要求，向电网管理层各应用子系统提供生产现场的各种基础数据。

统一数据采集与集中监控平台的建设主要对试点智能配电台区、用户用电信息以及已有实时系统的实时数据进行统一采集与管理，保证数据模型的标准化、数据唯一性和准确性，实现信息资源共享，消除应用系统间的信息孤岛问题。

统一数据采集与集中监控平台能够消除不同业务系统间的信息壁垒，提高各种信息的内在关联性，从而实现对综合性业务的统一、完整描述，为更深入的决策分析和数据挖掘奠定技术和信息基础，为智能电网的全面建设打下坚实的平台基础。

1.1.2设计原则

由于待集成和整合的信息源具有形式和空间上分散性、数据和软硬件的异构性、网络隔离等特点, 因此统一数据采集与集中监控平台的研发应遵循以下基本的设计原则：

（1）应用的实用性和适用性

统一数据采集与集中监控平台建设应坚持实用性和适用性原则，即在满足各项应用需求、功能实用、操作简便的基础上，尽可能地降低造价，保护现有的投资，提高设备投资和应用系统的性价比。同时，应选择适合业务应用需求的产品和解决方案，以实现最大程度的投资回报。

（2）系统的安全性

统一数据采集与集中监控平台应用系统应具备较高的稳定性，具有高MTBF （平均无故障工作时间），并提供系统容错设计和整体的安全防范措施，保障业务应用系统的整体运行安全；在涉及应用系统与生产控制系统之间必要的集成时，坚持“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则，以保障监控系统网络的安全。

（3）系统结构的可扩展性

考虑到信息技术日新月异的发展态势，统一数据采集与集中监控平台应用系统整体结构应具有可扩展性，系统整体性能应能够随着技术的进步和发展而不断得到充实和提升，同时满足电网新兴业务扩充时对信息化设备和应用系统性能的要求。

（4）系统的可维护性

统一数据采集与集中监控平台应用系统应具有友好的用户界面，便于使用、维护和管理，可操作性强，以最大限度地满足业务连续性的需要。

1.1.3结构部署

统一数据采集与集中监控平台采用县供电企业集中方式部署，在县供电企业机房部署采集前置机、应用服务器、数据库服务器和维护工作站。县供电企业、供电所各级终端用户主要通过B/S模式实现操作和浏览等功能。

1.1.4数据流拓扑图

统一数据采集与集中监控平台数据流拓扑图，如图。

图2.2统一数据采集与集中监控平台数据流拓扑图

上行数据流程

实时数据：各系统采集端发送数据包至相应前置机通道，由部署在前置机上的数据采集软件将数据包进行解析后写入实时历史数据库中，实现数据的实时更新和存储。实时历史数据库提供标准的Web service接口通信方式，统一监控与管理模块从实时历史数据库中直接读取实时数据，满足一体化分析与管理模块的实时数据查询、分析等需求。

历史数据：由统一监控与管理模块下发历史数据采集分析的计划任务至通信接口服务，数据采集与存储模块根据收到的计划任务将历史库中的内容，同步到统一监控与管理模块的应用服务器中。

下行控制数据流程

控制命令下发：由统一监控与管理模块发起下行控制任务到通信接口服务，由通信接口服务分发给各系统对应数据采集与存储模块的采集前置机中，部署在前置机的数据采集软件解析该控制命令后，对相应终端进行控制。

控制命令有效性确认：根据国网企标Q/GDW376.1-2009协议，主站发送下行控制数据包至终端设备时，终端设备返回确认字段，确认下行控制命令的有效性。