配电网智能监控管理系统技术方案

目录TOC\o"1-3"\h\u5910一、项目背景 3138971.1、项目背景 317292二、选题理由 4239062.1、问题提出 411382.2、拟定课题项目 417726三、设定目的及可行性分析 4260673.1目的设定 431573.1.1数据采集规范化，科学化 5113913.1.2实现远程控制，自动报警 5193623.1.3实现手动或者自动调节负荷平衡。 5325753.1.4温度数据采集 5167733.1.5实现数据和资源共享 6293883.1.6减少劳动强度，提高工作效率 621423.1.7提示顾客服务质量和供电可靠性 6221193.2目的实现可行性分析 6243853.2.1配电监控终端 633.2.2综合剩余电流断路器 7320713.2.3遥控相位自动切换开关 7292053.2.4系统软件 727702四、提出方案 765654.1方案的提出 734804.1.1配电网智能监控管理系统 735674.2方案的选择 8177974.2.1方案 8198104.2.2最佳方案的拟定 824735五、具体技术方案 8169835.1功效特点 11141045.2硬件配备： 1116775.3软件平台： 13237345.4软件模块功效 14254875.5具体解决方案 16282135.6软件配备 1732545六、效益分析 2456.1经济效益 24235856.1.1减少台区低压线损率的经济效益 24313156.1.2设备管理的经济效益 24234356.2管理效益 2441346.3社会效益 251662七、总结 25低电压二级联调综合解决方案智能配电网监控管理系统一、项目背景1.1、项目背景随着农村“三相不平衡负荷”治理以及“低电压”综合治理工作的开展，各县公司积累了大量的农村台区的综合普查和治理数据，这些数据现在只是手工进行收集和人工汇总，显出了下列问题：数据量大，例如农村低电压顾客的普查数据每县的数据就在2万多条以上，尚有大量的汇总数据和报表。明明懂得某个台区的数据不平衡，有时候只能进行人工的去调节负荷，但是人工调节负荷就面临改线换线等某些列问题，操作起来十分困难。台区监控不到位，不能及时监测到台区的运行状况，例如台区漏电流状况，台区油温，接线柱温度，以及不能实现台区运行自动化等。台区现行的开关耗能较大，但愿能寻找一款无耗能的综合断路器替代。数据只是以纸质或者电力文档的模式存在，不方便归集和解决大量原始数据和基础数据分散在个基层单位，只是简朴的堆积，要查询起来很难，更不用说进行统计和分析了。数据统计和解决速度太慢，这样就造成数据上报不及时，甚至容易出现统计数据遗漏和出错的发生。人工解决工作量大，最为核心重要的基础数据无法分析和共享。不方便上级单位监管基层工作。二、选题理由2.1、问题提出某些地方配电网线路末端电压较低（达160V左右）的问题相称突出，严重影响了国家“家电下乡”政策的实施，为此国家总理温家宝有过专门的批示，国网公司也因此于12月16日在安徽屯溪召开了全国电力系统低电压综合治理睬议，将配电网低电压综合治理问题正式纳入各地电力部门的一项重要工作。低电压综合治理，重要分为三个层面，首先是配电网的合理性（变压器的容量匹配、线路线径大小的匹配、供电线路半径的长短）；另首先，配电网的技术水平高低；最后，加强客户的用电管理。以前三相负荷调节都是电工自己到台区去测量电流，采集多个点、次后才能够调节。在调节的时候，需要断线、换相，费工费时，效率很低，三相负荷的调节既滞后，又很不精确。2.2、拟定课题项目为解决以上以上农村台区综合治理的问题，为发挥科学服务社会的作用，借助当代信息技术和网络技术，提高农村台区综合治理的能力，在局领导的统一布署下，我市电力公司启动了台区低电压和负荷不平衡调节二级联调系统的课题，以解决日益增加的各级电网各类负荷不平衡调节和低电压问题。三、设定目的及可行性分析3.1目的设定为配合台区负荷不平衡和低电压治理，建议配电网智能监控系统分步分阶段进行实施，重要目的以下：3.1.1数据采集规范化，科学化能够及时采集到台区的用电负荷，电压电流，功率等一系列配变参数，用于台区基本数据的掌握。具体参数涉及（现在总有功功率，现在A,B,C有功功率，现在总无功功率，现在A,B,C无功功率，现在总功率因数，现在A,B,C功率因数，现在A,B,C相电压，现在A,B,C相电流，现在零序电流，现在总视在功率，现在A,B,C视在功率，正向有功总电能，费率1，2，3，4有功总电能，反向有功总电能，费率1，2，3，4反向有功总电能，正向无功总电能，费率1，2，3，4正向无功总电能，反向无功总电能，费率1，2，3，4反向无功总电能）3.1.2实现远程控制，自动报警如果台区出现异常状况，可通过调度软件进行台区操作，例如分闸、合闸、控制继电器等操作。如果表箱出出现供电异常，能够通过系统实现远程分闸，合闸和参数操作等。软件实时监测线路运行状况，通过台区终端，实现第一时间告警，预警功效。图形化监控上会直接定位是哪个变压器出现故障，变压器运行的颜色有绿色变成红色，提示告警。3.1.3实现手动或者自动调节负荷平衡。设定好台区最高限制的不平衡率，能够通过系统实现人工或者自动的对换相开关实现换相，用于自动调节负荷平衡，使其线路的不平衡率降到预定的不平衡率下列。并能够通过软件查询现在线路的负荷状况，顾客在某相的使用状况等具体具体信息。3.1.4温度数据采集能够采集台区的油温以及出线侧的接线柱温度。并通过网络实时报警，变化了以往通过人工测试或者通过红外测试仪测试的手段，大大简化了工作强度，节省了工作时间，并能够得到相称精确的温度，直观反映台区运行状况。3.1.5实现数据和资源共享通过本次系统的设计，摆脱传统的手工解决信息方式，运用先进的信息技术和网络技术，实现部门，县公司、地市公司、省公司之间的信息畅通化，促使各部门的信息和知识共享，同时为领导决策提供了数据根据，便于领导及时掌握实际状况。3.1.6减少劳动强度，提高工作效率通过本套系统的应用，大大减少在调节线路平衡当中繁琐的工作环节，减少人为因素的加入，避免了工作的盲目性，减少了工作强度，调节负荷只需要工作人员在系统在操作，就可实现以前非常棘手的问题，大大了提高工作效率。3.1.7提示顾客服务质量和供电可靠性通过本系统的开发和应用，能够掌握每个线路的三相负荷不平衡调节状况和农村低电压工作进展状况，掌握农村破旧台区的改造状况，更加好的服务了顾客，提高供电可靠性。3.2目的实现可行性分析研发组员有15名，其中高级工程师5名，工程师8名，助理工程师2名，含有良好的理论基础和丰富的工作经验。3.2.1配电监控终端配电监控终端采用新式的国家电网规定的原则壳体，以DL/T698.41-为基本通讯合同，配有载波模块和无线通讯模块，工作稳定可靠，并获得国家专利。3.2.2综合剩余电流断路器采用山东卓尔电气发明专利技术，该技术已经被国家列入火炬计划推广项目，解决了阴雨天电网漏电大，投不住的问题，含有断零，过压，过流跳闸功效。3.2.3遥控相位自动切换开关采用带有无线或载波传输的锁扣电磁式单相剩余电流断路器或相位切换开关，能够同时监测相线路的末端电压、表箱单元的漏电电流和电流，本技术已经获得国家发明专利。3.2.4系统软件采用和sqlserver为平台，由多个工作经验丰富的人员进行开发，确保系统稳定，安全运行。因此本项目可行四、提出方案4.1方案的提出小组研制的思路和预期效果本着结合现场实际对配电网监控系统安装进行分解分析，一共提出1套方案，分别以下：4.1.1配电网智能监控管理系统上位机软件通过采集的数据，自动分析，计算不平衡率和三相电流平均值，找到哪相的负荷较重，然后计算需要调节多少负荷，系统通过查找该相上的换相开关的平均负荷量，计算需要调节哪几个换相开关，工作人员只需要在电脑前一键执行，就能够实现对线路负荷的调节。并可统计出台区的电压，电流峰值，三相负荷率，电压合格率，分支线路的负荷等信息。在台区部分，采用：1、配电监控终端采集一级开关的三相电流数据，以及电表数据和换相开关数据等。剩余电流断路器采集分支的三相电流，漏电流，实现远控分闸，合闸，同时含有断零、过流、过压跳闸，自动重叠闸。在顾客表箱处，采用：3、相位自动切换开关采用遥控自动换相开关，用于自动换相，调节负荷，远控分合闸，同时含有锁扣式设计，不耗电，漏电跳闸等功效。4.2方案的选择4.2.1方案采用监控终端能够把台区的参数，涉及电表的参数，分支线路的负荷都采集到系统中来，自动计算其负荷和不平衡率，大大减少了成本，也减少了维护强度。在调节方面，采用遥控自动换相开关，只需要调节次处开关的相位就能够实现相位的调相，不用更改顾客的接线构造，一次投入，能够多次使用节省了大量的成本，提高了工作效率，并能够灵活控制。4.2.2最佳方案的拟定通过小组的研讨，如果要调节线路平衡，需要把握两点：调节负荷需要从线路底层调节，仅仅从台区调节是错误的。调节负荷需要一种平均值，通过瞬时值调节负荷也是不规范，不对的的。一致认为此方案能够实现线路负荷调节和末端电压的监测治理。五、具体技术方案该系统通过初步的试装，达成了预期的研究目的。有效的解决了台区数据采集不规范，负荷调节不科学的混乱局面，在数据集中管理，自动绘制图形，分析功效，流程管理等方面含有创新性，如果应用到农网改造当中，必然起到事半功倍的作用。由卓尔电气自主研发的自动换相开关，科学的实现了三相负荷间的相位自动转换，改写了几十年来由人工手动调节三相负荷平衡的历史，弥补了国内市场空白，该产品与智能配电网监控终端和电子式漏电断路器，共同构成三相负荷平衡系统，让三相负荷平衡调节变得更科学、更轻松，它同时能够实现支路电流和漏电以及线路末端电压的监测。图5-1系统网络示意图5.1功效特点本技术方案重要能够实现配电参数监测、温度监测、远程抄表、线路换相负荷调平衡、线路末端低电压监测、远程控制等方面的问题。图5-2拓扑图5.2硬件配备：监控终端智能配电网监控终端通过485通讯与三相数字电度表、剩余电流断路器等连接，及通过无线和载波与自动换相开关连接，由GPRS通讯将全部监测的数据上传到系统平台，不仅能实现三相负荷平衡的自动调节和线路末端低电压的监测与改善，还能实现营销管理（配电参数监测、远抄、远控）剩余电流断路器或者三相数字电度表将电子式剩余电流断路器安装在配电网低电压侧各供电支路上，运用断路器或电度表电流监测的功效，通过485通讯接口将各支路相线电流上传至系统平台，从而实现三相负荷平衡自动调节的一级监测根据。锁扣式换相开关采用带有无线和载波传输或485通讯接口的自动换相开关，同时监测相线路的末端电压、表箱单元的电流，并由监控终端上传至系统平台，后台软件根据支路三相负荷的不平衡状况对相线负荷大小做出调节决定，由换相开关进行相线负荷相位的自动调节，从而实现“低电压”二级联调。系统平台软件平台能够得到台区及支路电流的数据，掌握支路及各单元表箱的用电状况，不仅实现了同一时刻三相总路、支路负荷不平衡率的监测，且根据每个支路三相负荷平均不平衡率的状况，来拟定相线路中部分表箱电源的相位，其根据每个表箱单元的平均电流值，按照由大到小的原则，最大程度的减少了所要调节电源的表箱。5.3软件平台：5.3.1、项目基于浏览器模式的开发重要功效层次划分1）从管理层面：分为三级管理制度，一级管理员能够查看，修改编辑以及增加顾客等全部权限的操作，重要分派给系统管理员和技术专工。二级为普通管理员，三级为普通权限，权限划分合用整个系统。2）从功效层面:分为基础数据管理，基础查询、图形监控、数据分析、远程控制剩余电流断路器、远程控制换相开关设备、数据采集、理论计算、信息提示、远程抄表、三相负荷分析调节，报表打印等功效。5.3.2、系统平台模式规划webserver模式5.3.3、数据库的选型规划MicrosoftSQLserver5.3.4、操作系统选型规划服务器操作系统选用windowserverwindow.netframe4.0浏览器为IE6.0及以上。5.3.5、通信方式：采用公网通讯技术或者VPN通讯技术与配电监控终端通讯,终端与设备采用RS485,小无线以及电力载波通讯方式.5.3.6、重要采集方式1)定时自动采集按设定时间间隔自动采集终端数据，自动采集时间、内容、对象可设立，最小采集间隔可设立。当定时自动数据采集失败时，主站应有自动补采功效，确保数据的完整性。2)典型日数据采集按设定的典型日和采集间隔采集功率、电能量、电压、电流等数据。3）主动上报数据在全双工通道和数据交换网络通道的数据传输中，允许终端启动数据传输过程（简称为主动上报），将重要事件立刻上报主站，以及按定时发送任务设立将数据定时上报主站。主站应支持主动上报数据的采集和解决。5.4软件模块功效5.4.1、基础数据管理组织构造管理线路管理配电台区数据管理监控终端设立远程抄表设立其它配备5.4.2、数据统计分路线路的三相电流，漏电流的检测统计表箱电压、电流、漏电流的检测配电网遥信数据统计远程抄表数据统计温度数据的统计配电网运行统计峰值统计三相不平衡率统计过电压数据统计过负荷数据统计5.4.3、可视化图形界面图形化监控功效，图形展示，理解线路状况以及每个台区的运行状态和负荷状况.5.4.4、配电网监控报警功效设备单元越限告警抄表失败告警温度越限告警台区停电告警遥信状态告警5.4.5、监控数据的分析显示监控数据的曲线图、棒图、饼图等线损分析其它，涉及过压，过负荷，线损，以及不平衡率等有关信息5.4.6、事件统计、查询与显示配电网控制操作统计、查询与显示监控数据、抄表数据及运行状态异常报警统计、查询与显示5.4.7、报表生成监控数据、抄表数据、事件统计等的报表数据算法设计报表自动生成报表打印、存储、统计5.4.8、顾客管理顾客分级管理顾客权限管理顾客操作日志5.4.9、系统接口提供第三方系统访问本系统的驱动接口，例如GIS系统接口;可实现对第三方系统的访问;与其它C/S或者B/S构造系统实现界面链接，即作为统一平台管理其它软件;5.5具体解决方案5.5.1农网改造规划设计的因素造成及三相负荷不平衡的调节系统原理根据支路三相相线负荷平均不平衡率的状况，和支路相线电流的平均值，来拟定相线间负荷的调节，从而实现支路三相负荷的平衡及线路末端低电压的改善。解决方案由系统软件平台与智能配电网监控终端、电子式漏电断路器（支路）或三相电度表、及自动换相开关（相线路表箱）等四部分构成。由安装在支路上的电子式漏电断路器，获取各支路三相线路的相线电流，由485通讯传至监控单元。由安装在相线路上各单元表箱中的自动换相开关，获取各表箱单元的电流与电压，并由无线和载波通讯上传至监控单元。最后，由监控单元将所监测到的各支路相线电流及各表箱单元的电流与电压，一并由GPRS上传至系统平台。系统软件根据设定的不平衡率上限值及调节周期，和各支路三相相线负荷平均不平衡率的状况，及各支路相线电流平均值大小，来拟定与否进行相线间负荷的调节。再根据相线中表箱单元的电流平均值，按照由大到小的次序来拟定具体所要调节的哪几个表箱。最后，根据设定的调节时刻，由系统软件平台发出指令，经监控单元下传至自动换相开关，来完毕单元表箱电源相位的自动转换，从而实现支路三相负荷平衡的自动调节。它改写了过去几十年来由人工调节三相负荷平衡的历史，克服了为调节三相负荷平衡去分时段测量各支路相线电流，以及估算表箱单元电流所带来的麻烦和不精确性。让三相负荷平衡调节变得更科学，更轻松，同时实现了线路末端电压的监测与改善。农村“低电压”二级联调综合解决方案，已被越来越多的电力公司所承认，并得以快速推广。5.6软件配备5.6.1顾客登录及管理系统顾客基本设立：简洁明了的顾客管理，为系统的安全性提供了可靠保障。不同的顾客权限能够限制不用顾客的需要。图5-6-1顾客登录界面图5-6-2顾客登录界面及权限设立5.6.2组织构造管理根据顾客的权限不同，所管理的组织构造也不同，系统管理员能够实现对于整个系统的管理和设立，例以下图图5-6-3组织构造管理5.6.3变电站和线路管理每个变电站下都会有多个线路构成，填好线路管理后，顾客能够根据权限访问自己所在供电所下面的线路图5-6-4线路管理5.6.4台区终端管理台区终端负责信息的传输和执行，每个终端都可采集到台区的电表信息，剩余电流断路器的数据以及顾客处的换相开关的数据。图5-6-5 终端信息录入5.6.5电表数据录入图5-6-6开关电表数据录入5.6.6图形化监控通过图形化，能