嘉复欣_GPRS在低压配变监控的应用.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除遥控远程控制：主动、发出信号，控制远端操作 遥测远程测量：被动获得远程信号，测量其数值 遥信远程信号：所有远端信号的总称嘉复欣 GPRS在低压配变监控的应用（提供： 北京嘉复欣科技有限公司 ） 【在线联系作者】 配电变压器是配电网中的一个重要设备，配电变压器台区是电力供电的最基本单元，配电变压器的监控对配电自动化管理、线损分析、负荷预测、电力需求侧的管理具有重大意义，GPRS将在配电变压器监控中广泛推广和应用。所涉及到的知识有配电变压器 配电综合测控仪 GPRS 通道 DSM等。一引言 随着电力城网、农网改造的逐步完善，一户一表工程、抄表到户工作的完成，对线损管理、提高供电质量、保证供电的可靠性、安全性提出了新的要求。2003年国民经济继续保持了持续快速健康发展的良好态势，全社会用电量也保持上升的趋势。近两年的电力行业体制改革和系统出现电源性缺电现象，全国大部分地区错峰用电的情况下，简单的电能计量已不能满足对配变的监测管理。反而对配变的运行状况的实时测控提出了新的需求。同时对用电营销管理的科学化和电力需求侧管理(DSM)的智能化需求，要求对配变低压侧进行准确和科学的智能监控，掌握配变的运行状况并根据需求进行合理管理，改善供电质量。二配电变压器(配变) 配电变压器(简称配变)是配电网中将电能直接分配给低压用户的设备是低压(10kV)配电网与用户380/220V配电网的分界点。配变安装于电线杆、配电房和箱式变电站，具有分散、地理环境情况变化多端、覆盖面广、用户众多，容易受用户增容和城市建设影响等特点。三配变运行实时监控的作用 通过对配变的实时监控，可以及时掌握配变的运行情况，防止配变负荷严重超载导致设备的烧毁、三相负载严重不平衡导致配变的加速损坏，配变长期轻负荷运行导致的不经济运行状态和大量感性负载运行导致的功率因数过低、高线损等。 对配变运行实时监测、抄取、分析、处理和控制，可以及时调整配变运行状态，合理配置配变容量，调整配变的低压智能无功补偿控制等，保证配变安全、稳定、高效的运行。 完善、科学、准确的对配变实时监控，为配电自动化管理提供可靠的运行数据和历史资料，有效降低线损，为负荷预测、线损分析、电力需求侧管理(DSM)提供准确的数据；准确打击窃电，负荷预测指导扩容安装等；为用电情况、用电性质及用电负荷的增长趋势分析，在进行系统增容、配变布点选择等规划工作提供科学的数据；同时提高工作效率，降低劳动成本，科学提高配电管理的自动化水平。四配变运行实时监控通讯组网1配变运行实时监控通讯组网的问题 配变由于其安装位置分布、安装地点等问题，造成设备数量多、运行环境恶劣；地理地形分布不平衡，比较分散等特点。基于以上特点，光纤通讯、有线电缆、电力载波通讯组网无论在技术上，还是资金投入产出比上都不太可行，配变实时监控的通讯组网一直困扰着配变实时监控的推广、实施。2配变运行实时监控对通讯的要求配变监控的数据量较大，实时性要求不太高，监控终端具有存储功能，不必每个配变监控终端同时占用一个通道与配变管理主站通讯。需要具备选点召测通讯功能，配变管理管理员可随时召测配变监控终端的实时数据。对特殊的影响配变运行的越限告警信号，配变监控终端要及时上传到配变管理主站。主站、终端建设、安装、维护方便，运行成本低廉。最好可提供透明传输通道或可兼容多种通讯协议。3目前通讯组网方案目前比较适合于配变实时监控通讯要求的和特点的通讯方案有以下三种： 公用电话交换网方案； 无线数传电台方案； GPRS方案。其中、两种方案属于公网，方案属于用户自建的专用网。31公用电话交换网方案公用电话交换网应用相当普及，有人工作和居住的地方就有公用电话交换网，公用电话交换网不仅可以用于通话还可以用于数据传输，但公用电话交换网方案缺点： 需要布专用电话线，向电信公司交纳装机费、每月的月租费和使用费； 非透明数据传输，MODEM从拨号呼叫到连通需要一定时限。32无线数传电台方案无线数传电台适用于通讯点分散的数据监控，恰好适用于配变监控，其具有专用的数传频段，工作频率：220MHz240MHz。无线数传电台方案缺点如下： 初次开通需要向当地的无线电管理委员会交纳一定费用，每年再交一定的频率占用费，组网费用高； 通讯距离有一定的限制(平原地带最远为50km)，且受建筑物、山体的影响较大； 需要专业人员维护管理，建设、维护费用很高。33GPRS方案基于以上配变自身的特点和以上两种通讯组网方式的缺点，GPRS数据通讯方案的提出使一系列问题迎刃而解，科学、有效的解决了配变实时测控的通讯组网难题。GPRS是在GSM基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输网络，它采用先进的无线分组技术，可以为水力、电力、交通、银行等行业提供丰富的无线接入手段，移动GPRS方案具有以下优点： 采用透明双向数据传输，链路自动维护； 只需要向移动公司开户SIM卡，费用可以采用包月方式使用，运行成本低； 永远在线 ，只要激活GPRS后，将永远保持在线，不存在掉线问题，只有在产生流量时才计费； 快速登录，全新的分组服务，无需长时间的拨号连接过程； 高速传输，GPRS最高理论传输速度171.2kbps，平均带宽40kbps 支持点对点、中心对多点及多点间的实时、对等数据传输，组网灵活，不受通讯距离和区域的限制，中心对多点的传输方式是配变实时监控常用的应用模式； 可靠性高，一般数据包传输的成功率在99.9%以上。五配变实时监控系统的组成及主要功能1系统组成配变实时监控系统由以下三部分组成： 配变管理主站； 配变监控终端(配电综合测控仪)； GPRS通讯通道。配变监控系统组网示意图如图1所示。 配电综合监控系统，集配变监测、无功补偿控制、GPRS远程抄表和数据分析、处理为一体的配变综合监控系统。采用配电综合监控系统作为配变测控管理软件，配电综合测控仪作为配变监控终端，采用嘉复欣GF-2008W GPRS DTU作为数据传输通道，组成配变监控系统。2配变监控管理系统软件主要功能21管理功能 配变台区资料管理以各级电力供电公司为电位，建立管理该公司所管辖的配变台区名称、配变所属变电站、配变所属线路、配变地理位置、配变型号等配变台区档案资料。 配变用户资料管理建立管理配变用户名称、容量、CT变比、PT变比、监控终端编号、通讯ID、用电性质和抄表员等用户资料。 系统用户管理防止未授权用户非法进入系统，设置管理用户帐号、密码和操作权限等。22数据采集功能数据采集采用定时巡检、随机巡检和自动收集相配合，采集配电综合测控仪实时数据和历史数据。 定时巡检功能配变监控管理系统按管理员设定的巡检时间自动采集配电综合测控仪实时数据和历史数据。 随机巡检功能管理员可随时在配变监控管理主站随机巡检某台配电综合测控仪实时数据。 自动接收功能配变监控管理系统自动接收各配电综合监控仪的告警和事件记录数据。23校时功能为了统一各配电综合测控仪的时间基准，配变监控管理系统可定时对各配电综合测控仪进行校时。24控制功能配变监控管理系统可对具有遥控输出功能的配电综合测控仪下发遥控命令，实现远程遥控。25数据库查询功能配变监控管理系统采用安全、可靠的商用数据库，建立标准的数据模型和数据字段。可以查询任意时段配变的历史数据、事件记录、告警记录等。提供方便的数据维护接口，在权限范围内提供数据接口，为负荷预测、线损分析和DSM系统提供准确的数据源。26统计分析功能配变监控管理系统提供强大的数据统计、分析功能，为用户提供准确实用的统计数据，为配变科学管理提供关键的数据。统计数据如图2。 统计任意时段对某台配电综合测控仪的遥控操作成功、失败次数； 统计任意时段某台配电综合测控仪的无功补偿投切记录和时间； 统计任意时段某台配变的停电时间和次数； 统计任意时段某台配变的最大、最小需量发生时间和需量； 统计任意时段某台配变的低压线损、电压合格率、负荷率、分时电量等。 27报表和曲线处理功能配变监控管理系统可以针对某一台区、配变线路或某配变自动生成日报表、月报表、年度报表等汇总报表及。日报表统计一天24小时定时存储的运行参数，累计停电时间、过压、过流报警，无功补偿投切控制等情况；报表可直接进行预览、打印。自动生成趋势曲线，直观的反映出各配变的运行趋势。曲线可任意放大、缩小和拖动。曲线图如图3。 生成任意时段的电能量分时统计报表； 生成任意时段的负荷率、电压合格率、负荷不平衡度报表； 生成任意时段的配变综合分析报表； 生成任意时段的无功补偿投切记录报表、停电、告警记录报表； 生成任意时段的配变参数趋势曲线。3配电综合测控仪的功能31遥测功能配电综合测控仪实时测量存储以下配变参数： 三相电压 Ua、Ub、Uc及频率F； 三相电流 Ia、Ib、Ic及中性线电流I0； 三相功率因数 cosa、cosb、cosc； 三相有功功率 Pa、Pb、Pc； 三相无功功率 Qa、Qb、Qc； 配变工作环境温度 T。以上各量在存储间隔内的最大值、最小值、平均值存储作历史数据保存，存储间隔可以任意设置(调节范围1120分钟可调，调节细度1分钟)，存储时间84天以上。32电能计量功能 三相有功电量； 三相无功电量。电量按存储间隔定时存储在存储器中。33统计功能 统计记录三相电压越上限、越下限的起止时间； 统计记录三相电流越上限的起止时间； 统计记录配变停电起止时间； 统计记录配变最大需量及发生时间。以上各量立即存储在存储器内。34遥信功能配电综合测控仪采集以下信号及SOE： 配变超高温； 配变缺相； 配变高压侧开关变位(支持智能开关)； 配变低压侧开关变位(支持智能开关)； 三相电压越上限；变压器过载； 通讯故障； 装置故障。以上异常信号出现必须上报，上报至主站的反应时间不超过5分钟，当配电综合测控仪发送上报信息后没有收到主站的确认信号时，应进行重发，重发次数由主站设置，上报的主动权按异常状况的类型可由主站单独设置。35遥控功能配电综合测控仪根据主站的指令对相应的开关或其它被控对象进行远方合闸、跳闸操作。 配变高压侧开关变位(支持智能开关)； 配变低压侧开关变位(支持智能开关)； 其它需要控制的被控对象。36低压智能无功补偿功能为了有效降低配电网的线损，提高供电质量，需要对配变低压侧进行智能无功补偿，保持系统的无功平衡，提高配变功率因数，实现技术降损。配电综合测控仪具备低压智能无功补偿控制功能，具有以下特点： 采用科学的补偿算法，以无功功率作为控制物理量，以用户设定的功率因数作为投切门限；避免了在小负荷，低功率因数时，因电容器的频繁投切而造成的损坏电器元件的情况，提高了系统的稳定性，不会产生过补和补偿不足。 灵活多变的控制方式，可根据现场电容器组的情况自由选择以下三种补偿方式：“三相分补”、“三相共补”、“共补+分补”；每路输出控制的电容器容量和接线方式可根据现场情况自由设定； 112路输出控制回路，对多级电容采用过零快速投切。可支持控制无触点复合开关，实现过零投切电容器和控制交流接触器投切电容器。36远程通讯功能配电综合测控仪具备于主站进行数据通讯的功能。主要传送以下数据和命令： 下行(主站至配电综合测控仪)数据和命令：广播校时、定值设定(电压上、下限，电流上限)、无功补偿控制参数设置、 变比设置、存储间隔设置、实时数据巡检、历史数据召测等。 上行（配电综合测控仪至主站）数据和命令：实时数据、历史数据、告警信号、遥信量的上送等。六GPRS组网的接入方式GPRS接入方式示意图，如图4所示。1数据终端(GPRS DTU)的接入中国移动GPRS网络为用户提供CMNET和APN两个网络接入方式，CMNET通常用于公众用户接入Internet，APN针对相关行业用户使用。APN用户通常在一个组内，需要设定用户名和密码，具有更好的安全性，APN用户可以申请绑定移动内网的固定IP地址。配变监控可选用CMNET和APN两种接入方式。2数据中心(DSC)的接入数据中心的接入有多种方式，结合GPRS承载网络的特点和GPRS应用领域的具体要求进行组网。组网形式的选择主要由业务数据量、时延、可行性要求、数据保密性、网络状况决定。现提供以下四种接入方案，以供参考。 图4方案一：GPRS接入，适合总数据带宽需求不太大的应用，例如使用Polling传输协议的数据采集系统；全部数据在GPRS网内运行；要求所有GPRS终端之间可以直接通讯，所有终端接入到同一个专有APN；数据中心的GPRS数据终端接入点绑定固定IP地址(即至少提供一个绑定移动内网固定IP地址的SIM卡)。方案二：Internet接入方式，GRE隧道与RADIUS可选。GRE 两端地址、RADIUS SERVER 地址和企业路由器端口地址都必须是公有的。考虑到IP地址广播，企业端的路由器端口地址，GRE 隧道端地址，RADIUS Server 地址应由为该企业提供Internet连接的ISP提供；不存在跨区域的问题，企业数据中心服务器与中国移动GGSN服务器不必在同一城市。方案三：专线接入，适合电力、金融、证券、工业监控等行业使用；企业通过专线接入中国移动的路由器，移动为用户提供公有或移动私有IP地址。数据安全性好，稳定可靠，传输延迟小。方案四：直接接入，适用于没有接入Internet、而且对安全要求极高的企业。适合电力、金融、证券等行业使用；企业在运营商一端放置GRE路由器，路由器不经过GPRS防火墙直接接入GPRS内部网络。以上四种方案，根据用户在配变监控应用的具体情况，选用性价比高、运行可靠的介入方式。3GPRS数据中心与用户应用程序接口GPRS数据中心与应用系统的应用软件接口两种方式，即动态连接库(DLL)和GPRS数据中心服务程序转发方式。动态连接库方式需要进行接口程序的编程与开发。七GPRS 的传输效率与稳定性1数据链路传输方式中国移动的GPRS网络经过实际测试，网络的数据传输质量和稳定性较好，同时考虑到数据传输的冗余性和效率问题，建议采用UDP方式传输业务数据，对于无冗错处理的文件数据传输可采用TCP方式。2传输效率21用户数据传输效率(用户数据占网络层总数据的比例)采用不同的组网方式、不同的数据包长度，有不同的传输效率。下面假设当前最长所能支持的最大用户数据包长的情况下，即1024字节包长。i. 仅支持GPRS DTU主动发起到数据中心的数据传输：最大传输效率(w) = 97.3%ii. 支持双向主动互传：最大传输效率(w) = 95.9%22传输时延(从发送到接收数据之间的时间)不同的数据包长度，传输的时延不同。根据目前移动的网络状况，一般一个包长为100到200字节之间的数据包可以在1秒内互传完毕。大于200字节的数据包平均在1秒到3秒之间可以互传完毕。3稳定性31有效率：发送成功数据占总发送数据比例根据目前的GPRS网络测试的结果来看，在网络正常的情况下，一般数据包的成功率都在99.9%以上。32稳定性综合参数：有效率x传输效率网络有效带宽和最大传输单元(MTU)之间存在着极其重要的关系，一般MTU增大到200字节以上不会明显增加带宽，但会增大平均延迟，测试结果表明MTU的最优大小是250字节左右。33链路检测与激活对于经常性传输和实时性要求较高的数据传输，通常需要考虑设置心跳功能，以确保电路永远在线并激活，心跳间隔根据网络质量和应用要求进行设置，采用心跳方案的连接运行费用比较高。八系统应用GPRS通讯采用的技术GPRS通讯的最大特点是按流量计费，当然只要合理控制通讯流量，就能有效节约运行成本。珠海市伊特高科技有限公司研制的ETPD配电综合监控系统，成功的应用了数据流量控制技术和GPRS模块定时报告、GSM短信激活技术，保证提供可靠数据的同时，有效的降低了运行成本。1数据流量控制技术配变监控的应用在于监视配变运行状态，提高用电质量。对配变的监控基本上分考核和监控两个过程，需要掌握配变运行的异常数据和状态，对于稳定运行的数据，只要在允许范围内，可以不作通讯上传处理也可。根据应用情况，在配电综合测控仪通讯控制上设计了科学的“数据流量控制器”，可根据用户需要通过设置“数据流量管理器”死区值和越死区时限来控制数据流量，并确定越上限及下限值，“数据流量管理器” 死区值和越死区时限随时从主站下传给配电综合测控仪。采用“数据流量控制器”控制技术可靠的保证了系统的运行，又有效的降低了运行成本。2定时报告应用技术配变监控系统对实时性没有很高的要求，可以不采用设置心跳功能保持连接，只需要采用设置定时报告的方式，配电综合测控仪需要传送数据时直接激活GPRS模块进行通讯，主站需要通讯时，采用发短信方式激活GPRS模块，与配电综合测控仪通讯。省去保持连接的维护数据量，节约运行成本。九结束语一户一表、抄表到户工程结束，能源紧缺，系统电源性缺电，全国拉闸限电、有序错峰用电的形势下；国家电网公司要求全面推进电力需求侧管理，满足用户对用电质量和用电可靠性的要求，要求加快配电低压负荷控制管理自动化水平，同时对配变低压监控、管理的科学化和电力需求侧管理(DSM)的智能化提出新的需求：准确、科学、有效降低线损的配变低压监控的必要性更加突出。采用GPRS通讯的ETPD配电综合监控系统以其先进的技术，精确的测量准确度和科学的设计、制造，在配变低压监控的科学管理中将大展身手，保证配电网安全、经济、可靠地运行，在配电低压自动化管理中发挥重要地作用。更多详情请登录：/info/listinfo.dll?infoid=209采用变配电计算机监控管理系统的实际意义简介： 变配电监控系统“三遥”功能，即遥测、遥信、遥控。关键字：变配电计算机 监控管理系统 意义一、变配电计算机监控管理系统，促进了无人值班变电站的实现，可以利用远动技术使电网调度迅速而准确地获得变电站运行的实时信息，完整地掌握变电站的实时运行状态，及时发现变电站运行的故障并做出相应的决策和处理，同时可以使值班管理人员根据变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远控合分闸、躲峰填谷，把握安全控制、事故处理的主动性，减少和避免操作、误判断，缩短事故停电时间，实现对变配电系统的现代化运行管理。总之，采用变配电计算机监控管理系统具有如下优点：1、不断促进变配电系统更安全、更可靠、更经济和更直观的运行，满足未来电力工业发展的需要，一次投资，终身受益。随着电力行业的发展，智能化变配电所监控管理系统越来越具有优越性。从安全、可靠性来说，采用楼宇变配电监控系统会导致电力管理者只能对部分重要回路如高低压主进、母联实现简单的管理和控制，但无法实现整个系统的监控和管理，同时不采用变配电计算机监控管理系统的话则需要电力管理者对现场进行人工抄表、现场操作、定时巡视，对各用电回路的电量参数、各断路器的运行状态、变压器运行状态、故障报警和故障跳闸的回路和时间等无法及时准确地了解和记录，必须通过人工巡视、抄表来实现，这样就给变配电站的安全保障、经济运行、负荷分析、躲峰填谷、经济核算、合理调度及故障的及时处理等现代化的运行管理都带来很大困难。采用变配电计算机监控管理系统，不仅能对系统各种运行开关量状态和电量参数进行实时采集和显示，而且更安全、更可靠、更直观。是因为变配电计算机监控管理系统是利用现代化计算机控制技术、通信技术和电子技术等，采用抗干扰能力强的通讯设备，经电力组态软件组态后来实现的系统的监控和管理。根据经济、效益来说，变配电计算机监控管理系统就显得更为优越，性价比最高的。这是因为：比如说：某一个工程由两个变配电站组成，其中高压带有断路器的回路为9个，低压共200个出线回路，按5年、10年费用计算可知：名称系统费用每年人工费用5年后总费用支出10年后总费用支出实现功能变配电计算机监控管理系统约为30万在总值班室设1人就可以了，年费用人工支出大约为18000元39万48万对分配电室实现无人值班，对整个系统实现三遥功能即遥测、遥信、遥控楼宇变配电监控系统只监控高低压主进、母联部分约为26万没有监控到低压出线回路。每个配电室需安排1人，则年费用人工支出为36000元44万62万只能实现高低压主进、母联三遥功能，对低压出线回路还需要有人值守人工巡视无每个配电室需安排2人，则年费用人工支出为72000元36万72万通过值班人员进行手动抄表、人工巡视等，发生故障无法及时了解哪一回路从上表得出，变配电计算机监控管理系统性价比最高，一次投资，终身受益。2、全面实现变配电系统的 “四遥”及无人值守（或少人值班），节约人力资源，并实现中、低压供配电系统一体化综合监控、统一管理。变配电计算机监控管理系统可以实现变配电站“四遥”功能，即遥测、遥控、遥信、遥视。遥测是指通过系统通讯采集器、监测模块以及电力组态软件实现变配电站所有回路的电量采集，即电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、有功电度、无功电度、视在电度、功率因数、频率等。遥信是指通过系统通讯采集器、监控模块以及电力组态软件实现变配电站中所有开关量的采集，如断路器的分合闸、手车工作位置、电机储能状态、变压器风机运行状态、高温报警信号、超高温跳闸信号、断路器故障信号、事故跳闸信号、综合保护器的故障为类型、以及变压器门开关信号等开关量。遥控是指通过系统通讯采集器、监控模块以及电力组态软件实现带有电动操作机构的框架式断路器和分励脱扣的塑壳断路器以及接触器等远程控制功能。遥视（预选）通过视频采集器、视频通讯以及组态软件实现变配电所监视功能，以防止非法人员进入。实现整个变配电所的“四遥”功能，是节约人力资源的前提条件，是达到无人值守或少人值守的有利依据。3、完善企事业单位的内部能量考核，采用现代化科技手段，完成电能管理、配电能耗及用电成本统计功能，减少“跑、冒、滴、漏”，真正体现“管理出效益”的意义；变配电计算机监控管理系统可以实现峰谷平计费（参见下图所示）；变配电计算机监控管理系统可以根据系统组态画面、实时采集数据列表以及历史数据库来分析每个回路的实际用电量，同时记录回路的名称、站号以及用电量情况等，再根据用电量情况、回路名称得出主要的耗电源回路。实现各回路的电能计量和有关配电回路能量消耗的查看，根据用电成本来优化电气合同，达到用电单位对电能更好的分配与管理。采用变配电计算机监控管理系统可以及时、准确地知道各用电回路的情况，避免了电力管理者“跑、冒、滴、漏”的现象。同时也给变配电的安全保障、经济运行、负荷分析、躲峰填谷、峰谷分时计费、经济核算、合理调度及故障及时处理等现代化管理提供了保障。4、可以对潜在的事故进行预报警，同时实现各种电量的越限报警，便于及时处理以避免事故或隐患的出现（如火灾等），减少损失。供配电系统出现异常时，可以及时了解到有关故障信息（故障原因、性质、地点及发生时间），来指导维修，减少故障的处理时间及停电时间；状态报警：当变配电系统的各开关出现过载跳闸、短路故障跳闸等事故跳闸时（要求断路器带有能区分过载报警及短路瞬动的辅助触点），计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路开关名称、事故类别；超限报警：当变配电系统的各电量参数出现超过额定值时或其他工艺设备超限运行时，计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称。三相不平衡系数报警：当变配电系统的三相电流或三相电压值出现不平衡时（可自定义范围），计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称。系统通过媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称，以方便电力管理更快、更有效地去安排任务，及时的去解决发生的报警故障，在最短的时间内排除故障，以保证系统的安全运行。5、改善配电系统管理。通过历史记录的电力参数，及时掌握每天或季节负载特性；在供配电系统内优化能耗的分配，均衡负载；减少潜在的停电事件；变配电计算机监控系统能将所监测并统计的各种电量参数、各断路器或开关的状态变化时间、报警故障类别、操作人员代码和时间、开关机时间等永久保存，以便对整个变配电系统的运行情况进行分析。系统可以根据一天用电负荷情况自动生成负荷列表、用电量曲线以及电能棒图等，电力管理可以根据列表、曲线或是棒图来均衡每一个小时用电量，以达到负载利用最高。当变压器发生超载或是超负荷时，系统会自动或手动切除不重要的带有电动操作机构或是带有分励脱扣的负荷，并记录有关操作时的各项记录（如时间、操作人员、回路名称等）6、可以根据系统设备运行的记录数据和运行情况，制定临时或定期的设备维修计划；按计划维修、减少运营和维修成本；7、可以快速、准确的掌握供、配电设备的运行情况（含历史数据），并可以用报表方式或以图形方式进行显示、记录或打印出来，进行日报和月报，提高工作效率；系统可以对采集的数据进行分类保存、归档、统计、调用等数据操作。系统配置历史数据库管理系统，可以实现各种记录根据用户要求按照对象、性质、时间等项止进行检索，以便进行查询和故障分析。系统具有对测量数据及开关跳闸次数等信息的按日、月、委、季、年等进行统计报表功能。系统可以统计和打印所监控的所有电流值、电压值、功率值、频率值、功率因数值以及这些参数一天24小时变化曲线；统计和打印各断路器运行状态变化时间及故障报警时间和类别；统计和打印各断路器的操作时间及操作人员代码；统计和打印有功电度、无功电度的一天24小时内单位小时用电量及电量棒图，同时具有峰谷计费功能。8、供电质量（谐波失真度THD/最大、最小、平均值/电压合格率）实时分析功能，便于分清供电单位和用电单位的责任；根据系统电压、电流在一分钟内运行波动情况，谐波失真度以及一分钟内配电回路的用电情况进行综合分析、判断，从而得知系统的稳定性和便于分清供电单位和用电单位的责任。（如下电压在一分钟内运行情况）9、实现系统数据资源共享、供配电设备综合档案管理等诸多优点，为现代化管理提供了坚实、可靠的基础。变配电计算机监控管理系统可以在计算机终端留有若干个系统通讯接口。1、 便于与楼宇自控系统通讯，方便值班人员对整个楼集中管理和控制等。2、 当系统主机发生故障时，系统通讯预留接口可与便携式电脑进行通讯，以保证系统安全、可靠。二、楼宇管理系统（BAS）是一栋大楼为了实现对其大楼内所安装的设备进行集中监控管理而采用的一套计算机集散控制系统。大楼内安装的设备一般包括配电系统、空调系统、电梯系统、给排水系统、消防系统和保安系统等。楼宇管理系统（BAS）就是在大楼内某一值班控制中心对这些设备的运行情况进行检测控制，相当于一个公司的总经理对各部门的运行情况进行掌握和布置。鉴于我国目前设备集成厂家的能力和行政管理的条块分割，在我国众多大楼设备系统中很少有由一家设备集成商来完成整个大楼的设备供给的，比如，消防系统是一个独立系统，保安系统是一个独立系统。保安系统是一个独立系统，供电系统是一个独立系统等，而目前我国众多楼宇管理系统（BAS）一般以管理空调环境设备为主，兼顾其他系统，与其他系统进行通信的方式，了解其他系统的信息。这就好比，公司总经理有一些他直接管理部门（空调系统）其他部门则安排部门经理去管理，总经理直接抓部门经理（通讯方式）来了解各部门的情况。这种方式也是必然的，首先，楼宇设备也分几个专业，供配电专业，暖通专业、消防保安、给排水专业等，不同专业有不同的管理要求，当然作为楼宇管理系统直接测量控制的空调系统具有直观性，也是楼宇管理的重点，但是楼宇管理系统直接去涉足其他系统的详细管理就牵强了。下面以一个楼宇控制系统为例说明楼宇控制系统构成。表一 某楼宇管理系统控制分站清单设备名称设备数量所属系统输入/输出AIDIAODO冷水机组冷水泵旁通总进出水管气/水热交换器总进气管热水泵总进出水管旁通室外温度61043319331空调空调空调空调空调空调空调空调空调空调64912293130306274331220318（46（93）（7）（53）新风机组9空调93799（9）（37）（9）（9）空调机组4空调81644（8）（16）（4）（4）真空开关变压器发电机组配电箱64158电气电气电气电气6412625858（10）（78）（0）（58）给水泵生活水箱污水井潜水泵排水泵地下水池热水循环泵容积式电加热器热水循环泵636741636给排水给排水给排水给排水给排水给排水给排水给排水给排水924662816224624367469136323从上表可知，楼控(BAS)的主要控制对象是空调机组、冷水机组等设备，其楼控软件也是以表现空调和冷水机组的情况为主。楼控对电的管理只进行了简单的采样，且实现形式多为用变送器形式，而非电量的实时值，其在整个楼控软件中占的比例很少，更不会涉及对电的管理和分析。另外，我国的消防系统就是独立于楼宇管理系统的单独系统，其控制管理方式是由消防管理部门来审查验收的，供配电系统（指变电站）也是由供电管理部门来审查验收，变电站的计算机管理系统目前虽然还未被确认归供电部门负责验收，（目前我国电能管理比较落后，重发电，轻管理，比如峰谷收费不普及等）但其技术特点也不能简单地归楼宇管理系统进行管理，如果一旦重视电能管理，就上表所列的那种楼宇管理系统（BAS）仅测量几个电流参数，电压参数，几个与消防等重要负荷联接的开关状态，这种很粗的信息量根本解决不了能源管理问题，也不足以了解整个大楼的供电系统的运行情况。楼宇管理系统和变配电计算机管理系统在变电站管理上的根本区别就在于非专业管理和专业管理。在楼宇管理系统也有变电站部分，采集信号的方式是通过变送器将一些电量信号转化成直流标准信号（05V或420mA）然后通过楼宇系统的一些带有通讯的模块将这些标准信号传输给中央值班室的计算机。而变电站计算机管理系统对电量信号的采集是采用专用电量仪表，而不是变送器，采集的是各供电回路的波形变化，其信息量和精确程度都远远超过楼宇系统，这就为变电站的运行管理提供了专业的管理数据，其计算机软件也是电力系统专业组态软件。如果让楼宇系统去完成这种专业功能，就其可行性不谈，完成同样的功能，其造价也大大超出专业变配电计算机监控系统。那么，楼宇系统对变配电应该怎样管理呢？可以让变配电计算机管理系统将一些楼宇需要的信号以通过通信接口传送给楼宇系统。这就好比一个公司的总经理（楼宇系统）让一个懂专业技术车间主任（变配电计算机监控系统）去管理一个专业性很强生产车间（变电站），而总经理（楼宇系统）只要去管理车间主任（变电站系统）就可以了。这样，就可以实现楼宇很难实现的功能：通过专用对各电量进行采样，可以将变配电站内所有用电回路的瞬时电量（三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数、频率等）、各回路断路器的运行状态、各回路的故障情况等通过各种带有通讯接口的采集控制模块实时传送给监控系统的中央管理计算机，由中央管理计算机建立实时状态数据库，通过专用电力组态软件进行系统运行状态屏幕显示和数据分析计算，并可以自动生成负荷曲线图、电量/时间棒图、参数/时间列表、历史记录列表、还可以作到负荷超限报警、事故跳闸报警、三相不平衡报警、操作历史记录、计算峰谷电量、打印各种报表等。值班管理人员可根据变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远控合分闸、躲峰填谷和故障的及时处理，实现对变配电系统的现代化运行管理。当前配电网自动化的系统实施-北京四方华能电网控制系统有限公司姜兴杰摘 要针对配电自动化具体实施中的若干目的性和环节性问题提出建议。 关键词配电自动化 FTU分层 分布式监控系统 电力市场 一、引言 配电自动化是西方发达国家70年代提出的概念,目前在日本、欧美已得到了充分发展。我国近年来也已开展了不少试点工作。 对于配电自动化,配电系统自动化设计导则中针对其特点给出了很确切的定义:“利用现代电子、计算机、通信及网络技术,将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成,构成完整的自动化系统,实现配电网及其设备 正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电荷配电管理的现代化”。配电自动化系统(DAS)在纵向结构分属于配电管理系统 (DMS),横向与110kV变电站综合自动化、调度自动化、电力MIS等紧密关联。从目前实施的需求和现状看,配电网自动化实行的模式 应是SCADA与GIS合一,“营配合一,且与地调、电力MIS等紧密集成的系统。 二、配电自动化实施目的 配电自动化在我国的兴起主要是缘于城网改造口长期以来配电网建设不受重视,结构薄弱,导致发电容量冗余的同时供配电能力低下。由此国家出台城网改造的政策、资金,并提出要积极稳步推进配电自动化。配电自动化实现的目标可以归结为:提高电网供电可靠性, 切实提高电能质量,确保向用户不间断优质供电;提高城乡电力网整体供电能力;实现配电管理自动化,对多项管理过程提供信息支持,改善服务,提高管理水平和劳动生产率;减少运行维护费用和各种损耗,实现配电网经济运行;提高劳动生产率及服务质量,并为电力系统电力市 场的改革打下良好的技术基础。 从以上这些目标可以看出,对于电力企业,配电自动化的实施的具体意义在于：近期可以大幅度提高供电可靠性,同时具有减人增效,降低经营成本的作用;远期的意义即针对在良好一次网络的基础上的自动化系统可优化运行,保持能量平衡,减少尖峰负荷,进而具有推 迟新建项目的潜在经济效益。 按照国际现代企业的发展规律,配电自动化的系统实施是整个配电网络技术水平、管理水平的全方位、全过程的提高,是未来能够实现多方面、巨大的经济效益的基础。对于国家整体,在我国目前经济和供电条件下它更能作为一种基础设施的优化促进国民经济发展,并起 到实现经济和社会双重效益的作用。 三、配电自动化的实施应面向用户并适应经济发展水平 配电自动化是属于整个电力系统中的一个分支,配电网领域又是整个电力系统与分散的用户直接相连的部分,是对社会生活变化最为敏感的部分,电力作为商品的属性也集中体现在配电网这一层上。配电自动化是作为市场经济的产物诞生于市场经济发达、大多数国家电力 民营化的西方;当市场需要更高的供电质量,电力公司必须在激烈的市场竞争中利用新技术降低运行费用,配电自动化应运而生。配电自动化的实施也是一个自然的过程，因为它直接向用户接入的特点,它的变化发展始终引导适应着经济的发展。 西方发达国家于80年代末,开始应用配电自动化技术。90年代以来,欧美一些国家先后开放电力市场,由于各电力企业忙于进行体制转换, 配电自动化实施工作一度放缓。目前,为了降低运营成本,提高供电可靠性和供电质量,争取更多的用户,各供电企业正在积极地开展配电自动化工 作。日本在70年代就开始进行高电压大容量的配电方式,以解决大城市的配电问题,并着手开发依靠配电设备及继电保护进行配电网络自动化运行的方法,从80年代到现在已完成了计算机系统与配电设备配合的配电自动化系统,在主要城市的配电网络上投入运行,其中大规模的配电自动 化系统可控制约4000个以上的中压开关,中小规模的配电自动化系统也可控制约1500个中压开关。由于配电自动化工作的深入,电网供电可靠性得到显著的提高,日本96年至97年度平均每户停电0.1次,每次平均8分钟,可靠性居全球之首。香港电灯公司的3000多个中压开关全部可以遥控。 韩国、台湾于90年代也完成了局部配电系统的馈线自动化,并建立了自己配电自动化实验网络。与其它方面的现代化一样,配电技术的现代化是建立在一定工业基础之上的,而上述国家的90年代均是已实现经济腾飞、经济得到了充分发展的阶段,是社会技术经济发展到一定程度的产物。 98年我们国家决定投巨资进行城乡电网改造,反映了我们国家综合国力的增强:国家电力公司配合国家计委作出了实施方案,分批投入城市电网建设和改造项目,三年国家将投入资金数千亿元。另外根据国家发展委员会计投资(1998)1509号的批复,国家将投入1368亿元,用于我 国农网的建设与改造,拉开了建国以来最大规模的农村电网建设的序幕。全国城乡电网建设与改造的资金投入将近3000亿元。这样大规模的城乡电网建设与改造加上16年在济南召开的全国电力工业技改会议提出的把技术进步作为九五期间发展我国电力工业的主要方向,的方针,必 将极大促进配电自动化工作的开展,配电自动化已成为电力自动化的热门技术,是电网发展的大势所趋。 但对于在我国的实施与国外又有很大不同:一、我国对电力是国家垄断经营,尚未真正实现电力市场化;二、我国毕竟还属发展中国家且各地发展很不平衡。实施的目的既是为适应终端用户的需求,这种需求既会因不同用户、因地、因行业而异,又是随时变化的。假如不尊重 经济和市场发展的需求变化,必然要遭遇挫折,比如曾一度兴起的负荷管理控制系统,很多电业局自安装上之后就一直没发挥过作用,既不能给用户拉闸限电又不好集成进抄表营业系统,投资于是变成浪费。关于差异,比如东部沿海地区一个县的供电量可能大于内陆不发达省份一个地 区的供电量;作为实施基础的一次网络和变电站综合自动化的水平各地区间差距更大。如果全面的实施配电自动化,首先应考虑的是: 1.对于提高供电可靠性,首先是要将它看作一个长期的市场行为。 2.供电可靠性的提高是一个受多种因素制约、用多种手段有效协作后的结果,尤其依赖于系统管理水平的提高。可以从国外的例子看配网建设的历程,以日本关西电力公司为例,在60-70年代主要在改进一次设备,80年代为满足城市环境规划要求而大量采用地下电缆后,大大提高了供 电可靠性,达到每户年停电次数0.05次/年,此后改造的重点转为采用各种综合手段提高供电质量,如采用不停电施工减少计划停电;开发利用配电自动化实现设备的远方监视、控制、协调,消除操作中人为因素可能导致的错误。从而使停电时间减少到每户每年3分钟的水平。众所周知60 -80年代正是日本经济高速发展的黄金时期,从以上可见在当时计算机通讯技术条件下实施配电自动化:一、肯定有强大的利益驱动外因(用户对电能质量的高要求),二、单纯的通过改造一次设施即能达到每户年停电次数0.05次/年,关西电力公司在实施自可见一斑。 所以我们建议一个供电企业在安装配电自动化是首先研究的应是客户长期的、变化的、潜在的需求,按现代的营销模式作市场调查、顾客群细分等,将配电自动化的实施同时作为整个电力营销策略中的一环来处理;其次量力而行,综合企业内已有的线路网络水平、调度自动化 和变电站(开闭所)自动化水平、人员素质、管理改革配套来制定实施的进度和规模。四、配电自动化产品应具备先进性、开放性和服务的可持续性 城市配电自动化的内容是对城域所辖的全部柱上开关、开闭所、配电变压器进行监控和协调。既要实现FTU的三遥功能,又要对故障的识别和控制功能。从而配合配电自动化主站实