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基于营配数据融合的配电网停电精确定位方案研究与实现
2017-11-24 14:56:28  作者:郑建柏 王芳  来源:中国设计师网  
  •   针对目前配电网停电管理没有有效的技术手段进行监控,为满足用户对缩短配网停电的需求,结合用电信息采集系统建设的进展和采集终端对配电变压器停电送事件的监测功能,提出了基于营配数据融合的配电网停电精准定位方案,文中介绍了停送电管理的系统接口方案,营配数据融合管理策略,停送电管理业务流程。通过在厦门供电公司的实际应用,证实该方案可对配电网的停电情况进行精准定位,提高配电网停电管理的精益化水平。

  国网福建省电力有限公司厦门供电公司 郑建柏

  国网福建检修公司 王芳

  1 引言

  随着社会发展水平的逐年提高,广大电力客户对供电可靠性的要求也越来越高,对于电力企业来说,提高配电网管理水平,缩短停电时间也是一个重要的课题。近年来,配电自动化、智能电表、用电信息采集系统、PMS2.0系统、GIS系统建设逐渐成熟,融合营配资源提高配电网停电管理水平也成为了现实。

  配电网的停电按照停电性质可分为计划停电和故障停电。配网设备运行过程中,会有一些非紧急的故障和技改需求,配电工区提前向调度申请计划停电,调度根据电网运行情况制定停电计划,要求现场按照计划执行。对于管理部门来说,要通过技术手段监控现场实际停送电时间,确保计划的刚性执行。

  故障停电一般是配电网设备临时性的故障,造成用电客户停电,停电范围由设备故障范围来确定。以前由于技术手段的缺失,故障停电一般都靠用户打电话反映,然后派抢修人员现场确认问题,造成停电时间较长。

  智能电表是智能电网的基础性、关键性资产,既是获取用户用电信息的源头,也是获得配网运行数据的重要来源。当前厦门供电公司智能电表安装覆盖率已经达到100%,用电信息采集系统已经实现了采集终端停电事件的主动上报,对配电网实现了初步的监测,但离全面、准确监测还有差距,为配网生产的支撑作用仍然不够。本文结合配电自动化、用电信息采集系统现有的功能,提出基于营配数据融合的配电网停电精确定位方案,并在厦门公司进行应用。

  2 用电信息采集系统建设

  厦门供电公司供电用户数124万户,安装高低压电能表138万只,智能电表已经100%全覆盖,智能电表的数据每日采集到主站系统,日均采集成功率99.5%。厦门供电公司用电信息采集系统主要的技术路线,高压用户的采集主要依托专变采集终端,专变采集终端与采集主站的通信采用无线公网方式,利用移动、电信的4G、2G无线数据网络,将数据上传到主站,专变采集终端与智能电表通过RS-485数据线进行采集传输。低压用户的采集主要依托集中器,集中器与采集主站的通信采用光纤专网、无线公网的方式,将采集数据上传到主站,集中器与电能表之间的通信主要依靠窄带载波进行数据传输。集中器不仅进行采集数据,还具备台区总表计量、变压器运行监测等功能。

  3 基于营配数据融合的配电网停电精确定位方案

  用电信息采集系统的监测已经达到用户末端,实现了对每一只电能表的监测,对配电网的停电范围可实现精准定位。通过对采集数据的大数据分析,结合配电自动化系统,可提高停电分析的准确性,达到配电网停送电精益化管理的目的。

  3.1 用电信息采集停电信息筛选技术研究

  安装在配变出现侧的集中器可以实现停电记录的主动上报,但是在实际的运行过程中,发现停电记录准确率不高,误报情况较多,无法对停电管理进行有效支撑。为了提高停电记录分析的可靠性、准确性,可分别在集中器和用电信息采集系统进行严格的数据过滤分析。

  集中器通过终端本身的软件进行数据研判,将异常数据进行过滤,一般的异常数据主要有停上电时间无法匹配、上电时间早于停电时间、停电时间过短(小于3分钟)、停电时间超长(大于2天)、停上电时间为空或者乱码等等,对于异常数据集中器本身就判定为异常停电数据,不进行主动上报。

  通过用电信息采集主站,对于集中器主动上报的停电记录,结合客户档案和其他采集数据,进行综合研判,提高停电记录的准确性。对于频繁报送、重复报送、时间异常等停电时间进行分析处理,最终系统自动剔除。为确保停电记录准确,用电信息采集主站系统随机对该台区下属的电能表穿透上1次、上2次、上3次停上电事件,当每个停上电时间区间均有3块表的停上电时间与之匹配或连续10块表的停上电时间无法匹配则停止穿透。当大于等于三块电表都有停电记录落在停电区间里则判定为有效停电。

  3.2 营配系统接口策略

  用电信息采集系统通过web service和数据中心两种交互方式为配电自动化系统提供数据支撑。对于数据交互实时性要求较高的情况,需要系统实时响应,采用web service接口方案进行数据传输。对于数据交互实时性要求较低,数据的应用主要是进行分析和统计,可以采用数据中心的方案进行数据交换,达到“仿实时”的效果。

  如表1所示,对于停电时间的主动报送,用电信息采集系统主站通过Web service每3分钟同步一次到配电自动化系统,同时通过Web service开放实时召测接口给配电自动化系统,工作人员可以实时召测电压、电流数据进行辅助判断。对于实时性要求不高的电压、电流曲线数据,通过数据中心进行数据同步。

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  3.3 基于营配数据融合的停电分析

  用电信息采集系统通过采集终端主动上报、任务采集两种途径完成用电信息的采集,并且通过数据计算服务进行停电事件分析、其他异常分析,最终采集数据和分析数据通过数据接口传送至配电自动化系统,同时支持配电自动化系统通过实时召测服务获取终端、电能表的当前数据,为指挥现场故障抢修提供扎实的数据支撑。

  配电自动化系统接收到采集系统的停电时间记录后,进行停电记录分析处理。首先与计划停电进行比对归类,如果在计划停电的范围内,就视为已知的计划停电,最终停送电时间与计划停电时间进行对比,判定是否在申报的时间范围内作业。如果不在计划停电的范围内,视为故障停电,故障停电提醒调度员进一步做停电范围合并分析。人工分析时可通过系统接口直接采集终端的电流电压信息,如果电流电压正常,视为停电误报。调度员可结合配电自动化系统,分析故障点和停电范围,确认故障停电后进行发布,安排抢修人员到现场进行抢修。对于供电企业来说,可以在用户打电话保修之前安排抢修,提升反应速度,减少停电时间,提高供电可靠率。抢修完成后,可根据用电信息采集系统的送电时间确认抢修完成时间。

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  4 应用情况

  厦门供电公司在用电信息采集全覆盖、配电自动化系统已经建成的基础上,部署配电网停电管理系统,开展精益化停电管理工作。以2017年3月27日一例停电情况进行说明,3月27日早上6:33,用电信息采集系统收到厦门市妇幼保健院采集点等多台采集终端上报的停电记录,经过数据分析过滤,通过接口传送给配电自动化系统,配电自动化系统自动比对匹配,初步判定为故障停电后提供给调度员,调度员分析确认后,研判结果为“妇幼保健院环网柜妇幼Ⅰ回904负荷开关跳闸,其下6个配变停电”,调度员将研判结果进行发布,并安排现场抢修。

  厦门供电公司已经实现了多系统融合,通过对系统进行修正,提高了停电研判的准确率,供电可靠性得到了明显的提升。2017年3月份,配电自动化系统累计收到用电信息采集系统合并传送的停电事件63件,经过研判故障发生后30分钟内发布,与现场实际相符的有54件,准确率85.7%。

  5 总结

  本文提出的基于营配数据融合的配电网停电精准定位方案,可在用户报修之前快速定位分析到停电区域,缩短停电时间,对于计划停电可精益化管理,可掌控计划执行的刚性。通过在厦门供电公司的应用,证实了该方案的可行性。在日常工作的应用中,发现停电管理系统还有提升空间,在今后的研究和应用中可重点在以下方面开展。

  (1)智能电表的非计量功能深化应用。智能电表作为配网末端的监测点,如果实现停电记录的主动上报,将能够更加准确的判断停电区域。

  (2)营配数据的深度融合。停电管理系统需要营销、配电系统数据的深度融合分析,才能提高判断的准确性,目前的营配协同还有进一步提升的空间。

  (3)停电记录主动上报的准确性提升。在目前的应用中,利用采集终端的停电记录主动上报,发现无效垃圾数据较多,需要结合其他手段进行分析清理,如果停电记录准确性较高,可进一步提高分析效率。

  参考文献

  [1] 彭汉清.智能电网下用电信息采集系统新技术.信息安全与技术.2014年9月.

  [2] 梁茜,薛斌.配电变压器停电信息监测系统的设计与应用.陕西电力.2015,Vol.43.No.12.

  [3] 匡洪海,肖伸平.配电网停电管理系统的研究分析.继电器.2006.3.

  [4] 李先奇,曾致远,徐学军,杨琴.基于GIS的配电网停电管理系统研究与设计.电气应用,2006年第25卷第1期.

  作者简介

  郑建柏(1981- ),男,硕士研究生学历,高级工程师,主要研究方向电能计量及用电信息采集系统应用。

  王芳(1981- ),女,硕士研究生学历,高级工程师,主要研究方向电力设备检修生产的应急管理。

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