包头供电局负荷管理系统的开发与应用.pdf

2008年第26卷第1期 内蒙 古电 力 技术 INNERMONG O L IAE L ECT R ICP O WER5 l 包头供电局负荷管理系统的开发与应用 Developm entand A ppl i cationtoLoadManagementS yst eminBaotouPow erSuppl yB ureau 李焱 (包头 供 电局，内蒙古 包头014030) 【摘要 包头供 电局负荷 管理系统 始建于1991年 ，虽然经过多次技术改造，但仍不能及时 反映客 户计 量设备上的故障及缺 陷 ，该局利用原负荷管理系统实时监测及综合分析查询的 功 能 ，通 过技 术开发，实现 了及时、快速、准确发现客 户计 量设备上的故障及缺陷的功能，弥补了 原系统的不 足。通 过实际应用，现已发现客户计量设备缺陷13次，追收 电量434万k Wh，追 缴 电费及违约使用电费 354万元 为企业带来了经济效益。 关键词1负荷管理；实 时监 测；技 术开发；计量装置 中图分类号1 TM7642 文献标识码1 B 文章编 号 1 1 008 6218(2008)0l 一 005 1 03 随着内蒙地区电网建设的飞速发展，包 头地区 的 电力供需矛盾趋于缓和 ，加强管理、完善服务、提 高经济效益已成为本局新时期的主 要任务。负荷 管 理系统是用来解决供需矛盾 、调 整负荷 曲线、保证电 网安全经济运行的自动化设备。该局通过技术开发 将负荷管理系统的终端机安装在用户侧，直接读取 用 户计费电能表上的数据，并按照系统主站指令对 用 户 进行管理，使供、用 电企业直 接 沟通 ，为供电企 业 和电力用户提供信息服务和技术支持，实现了及 时、快速、准确发现客户计量故 障和缺陷的功能。 1包头供电局负荷管理系统 的现状 包 头供电局负荷管理系统始建于1991年十几 年来，经过9次软、硬件升级改造和技术开发，系统 已由单 一 的负荷控制功能拓展为具有远方抄表 、防 窃电、催收 电费、功率控制及 网上客户查询为 一 体的 综合管理系统。目前，主站采用双前置机、双服务器、 多工作站的计算机网络系统，已具有538套 负荷管 理终 端设备的 规模 ，监视负 荷 容量 达到195万 k V A ，控 制负荷容量 达到95万kVA。系统通 讯成 功 率达98以 上，成 为 内蒙古地区规模最大的负荷 管 理系统。通信方式由单频点发展成为双频点无线信 通，采用 主备天馈及 电台热备份运行，有智能信通控 制切换。网络 为100Mbit s以太网 ，采用 可路由的 TCPIP网络 协议 ，实现跨网段 连接、分层结构，提供 远程工作站连接服务，而且具有良好的扩展性，支持 无线、光纤 、载波、有线等多种通信方式，并采用功能 强大的SQLServer2000型数据库作为数据存储平 台，支持完全 的数据开放。 包头供电局负荷管理系统作为营销管理的 一 部 分，其发展 目标从单 一 的负荷控制转变为多方位的 负荷管理，积 极创 新 负荷管理技 术，开发新 功 能，从 充分利用 系统资源出发，发挥 系统的潜在能力，使创 新负荷管理技术取得突破性进展是此次研究的主 要 方向。 2原系统存在 的问题 21设备落后 原有的负荷管理系统，由于长期缺乏投人造成 装备和技术手段落后，影响供电企业营销工作的发 展，限制了企业管理水平和服务水平的提高，其主要 的设备问题如下：系统终端设备陈旧，无 法实现多种 【收稿日期】2007 09 10；修 改日期】2007 12 08 作者简介】李 焱(1977 一 )，女，河北 河间 县人，毕业于内蒙古科技大学，工学学士，工程师，现从事 负荷管理工作。 维普资讯 5 2 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 0 8 年第 2 6 卷第 1 期 数据的采集和处理 ； 系统数据传输率低 ， 采集数据时 问长 ； 主 台软 件采用 的编 程语 占为 V B 5 0 ， 不能 很好 地 操控 硬件设 备 ； 主 台服 务器 、 前 置 机 、 电 台属 淘汰 产品， 处理数据时间长 ， 工作效率低 。 2 2 系统功 能有 限 负荷管理系统有远方终端的遥测、 遥信 、 遥控功 能 ， 可 以实 时召 回客 户 的有功 功率 、 有 功 电量 、 无 功 功 率 、 无功 电量等用 电数据 ， 但对客 户 的计 量表计 不 能实现实时数据采集 。 2 - 3 系统数据不 能共享 包头供 电局是技 术密 集型 的电力企业 ，在安 全 生产和调度等方面的自动化程度都很高，企业的计 算机应用和管理信息系统建设都比较先进 ，而营销 方面则投入不足导致 自动化等方面的新技术应用 与其他 方面不 能同步 发展 ，许 多应用 项 目未 统筹考 虑 ，造成应用 过程 中的互相脱 节 ，没 有统一 的数据 接口，系统资源无法共享，制约了企业的 自动化进 程 3系统功能开发 通 过整点巡测 全面 掌握 主要 客户对 负荷 的需求 规律，并根据长期积累的客户用电历史数据及负荷 曲线 ， 开发负荷预测 、 线损分析 、 谐波检测 、 营业运 作、 多媒体信息查询等功能， 使系统成为每个电力部 门、 每个用电客户的必备 ， 以达到降低线损 、 减轻 电 费 回收难度 、 减少 部分抄 表人员 的工作 量 、 提 高电表 读取的准确性的目的，为供 电企业创造一定的经济 效 益 ，已成 为负荷 管理系 统成功 开发新 功能 的重点 工 作 。 负荷 管理 系统开发后 ， 包头供 电局对 3 1 5 k V A 以上的安装有负荷控制终端的动力客户加装 了研制 开 发 的交流 采样模 块 。 3 1 交流采样模 块 的设 计原理 交流采 样技术 与此前 负荷管理终 端上 所采用 的 直流采样技术有很大的区别 ，直流采样是将交流电 经 直流变 送器 变换成 直流信 号 后 ， 通过 C P U 内部 的 A ， D转换器， 计算出电压、 电流的有效值。由于直流 采样无法测出交流电电压 、 电流之间的相位关系 所 以无法计算出有无功功率 、 有无功电量 、 功率因素等 量 ， 更 不可 能计 算 出谐波 ： 而 交流采样 则是采 用高 速 A D转换芯片， 采集交流信号的波形 ， 即在 1个周波 里采集 6 0个点， 然后根据采集到的波形 ， 计算 出电 压、 电流值。系统采用对所有电压 、 电流同时采样的 方法 ， 所以可得出电压 、 电流之问的相位关系 ， 由此 计 算 出有无 功功 率 、 有无 功 电量 、 功 率 因素 等值 ， 并 且 可 以根 据波形 计算 出谐波 、 相位角 等测量值 。 交流采样模块主要 由 MC U系统电路 、交流采 样电路 、 互感器 、 通信接 口和电源 电路等组成。采用 8 0 C 1 9 6 K B型 C P U， 1 2位 的大容量 R A M、高速采样 A I D芯片， 并以 R S 一4 8 5为标准接 15， 与负荷控制终 端设 备进行 通讯 。通 过 R S 一4 8 5通讯 接 口与负荷控 制终端进行数据交换 ，并通过负荷控制终端将数据 送往 负荷管 理系统 主站 。 电压 、 电流经 接线端 子输入 互感器 ，由互感器将此强电信号转换为电子线路能 够接受的弱电信号 ， 并由交流采样 电路实施实时 A D转换 ， 将模拟信号转变为数字信号 ， 同时对该数字 信号进行一定的处理 ， 计算出当前的各相电压、 各线 电流 、 功率 、 电量、 周波、 谐波等实时数据。主控电路 负责协调交流采样模块 的全部工作 ，同时也将计算 结果保 存在 内存 中， 另一方 面通过通 信接 15， 在 负荷 管理终端经过 R S 一4 8 5接 口将所需 的数据发 回负 荷 管理 终端 。 3 2功能 开发 在通 常情 况下 ，用 户用 电系统 除计量 二次 回路 具有互感器外，在保护 回路或仪表回路中还有互感 器装置 ，由于保护或测量回路的特殊作用使客户不 能轻易在其上做手脚 ，因此将交流采样装置安装在 保护或测量二次 回路 的互感器上 ， 可以达到监视计 量 回路的目的。交流采样装置可以计算出用户的用 电量 ， 其数 据与 计量 装置 共用 R S 一4 8 5接 口进 行 回 传 ， 终端对装置的数据进行初步分析 ， 分离出表的读 数后 ， 计算小时监视电量 ， 在正点采集时同终端数据 一 同召 回到主 台 ，由主台软件 系统对 监视装 置及计 量装 置 的数 据进 行分析 比较 ，分别绘 制 出 2条 电量 曲线 图 。 负荷管 理系统 一般通 过采 集不 同回路原始 数据 的方 式对系 统客 户的失 压 、 断相 、 相序 等错误进 行判 断 和监测 。本局 采取对 全 电子 电能表 中计量 回路 的 电压 、 电流 的缺 、 断相 进 行监 视 统计 ， 并 加装 了交流 采样装置 ，采用 V C 6 0 语言编写了在负荷控制系统 内采集 电能表各类数据的程序 再通过软、硬件结 合 ，攻克了负荷管理系统不能采集电能表计量监测 数据 的难题 。 经过 实际运 行证 明 ， 该项 创新成果 能 随 时对 电能 表 的 A、 B、 C三 相 电压及 三 相 电压 的 缺相 时问进 行检查 巡测 ，系 统每小 时 自动巡 测 3 1 5 k V A 以上动力用户的电能表数据 ，可及时发现计量回路 和表计的故障， 为缺相( T V断熔丝 、 保险 ) 、 断流等计 量设备缺陷提供了科学依据。 维普资讯 2 0 0 8 年第2 6 卷第 1 期 内 蒙 古 电 力 技 术 5 3 嘉 l l 浩 宁 达 表 2 o o 6 一 o 4 1 8T 00 ：0 1 72 83 9 o 00 4 5 4 7 3 o 00 6 o 6 8 9 o 00 3 79 5 0 o 0 0 4 应用分析 4 1 应 用实例 龙华编织有限责任公司计量设备缺陷时通过 实时召测表计 电量数据与实时监测电压 、电流值而 计算出的电量对 比数据产生 2条 曲线( 见图 1 所 示) ， 该公司当月具体电量数据见表 1 所示。本局在 发现故障的同时 ，结合负荷控制 网页发布的当 日抄 表 显示 数 据 ， 该 户 缺 A 相 电流 ， 迅 速通 知 计 量 中 心 修复故障后 ， 曲线显示重合 ( 见图 2所示 ) 。 2 2 92 1 8 3 3 6 吞1 3 7 5 2 9 1 6 8 蛔 脚45 8 4 OO 一， 、 、 一 一 一 一 厂V V V 、， 终端电量 交采 电量 1 3 5 7 9 l 1 1 3 1 5 1 7 1 9 21 2 3 时间 l l 图 l 龙华编织有 限责任公司电量数据对比曲线 2 41 6 5 1 9 3 3 2 匿1 4 4 9 9 鑫9 6 6 6 脚4 8 3 3 O O 7 醐 f l ， 一 y 一 交采 电量 终端 电量 1 3 5 7 9 1 1 1 3 1 5 1 7 1 9 21 2 3 时间 l l 图 2龙华编 织有限责任公 司电量数据重合 曲线 4 2 客户计 量设 备缺 陷统 计 客户计量设备缺陷统计见表 2 所示。 实践证明， 包头供电局负荷管理系统在加大系统巡视力度的基 础 上 ，将 开发 出的 网页发布实 时巡测 数据 对照 负荷 管理系统实时数据能够快速准确地发现客户计量差 错 ， 并能及时反馈给各营销单位， 减少 了供电企业 的 损失 ， 为营销工作提供了数据保 障； 同时也提高了系 统设备的利用率 ， 使资源得到整合， 将增供扩销工作 落到实处。 表 2客户计量设备缺 陷统计表 5 结论 截至 目前 ，通过负荷管理系统 的综合分析查询 功能 已发 现 客户计 量 设备 缺 陷 1 3次 ，共 追 收 电量 4 3 4万 k wh ，追缴 电费及违约使用电费 3 5 4万元， 为包头供电局挽 回了一