智能配電臺區(qū)技術(shù)方案

智能配電臺區(qū)

技術(shù)方案二O一二年三月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章綜述 1\o"CurrentDocument"現(xiàn)狀與需求分析 1\o"CurrentDocument"遵循標(biāo)準(zhǔn)和原則 1\o"CurrentDocument"總體要求 2\o"CurrentDocument"第二章智能配電臺區(qū)功能配置 3\o"CurrentDocument"簡潔型智能配電臺區(qū) 3\o"CurrentDocument"適用范圍 3\o"CurrentDocument"功能配置 3\o"CurrentDocument"標(biāo)準(zhǔn)型智能配電臺區(qū) 3\o"CurrentDocument"適用范圍 3\o"CurrentDocument"功能配置 3\o"CurrentDocument"擴展型智能配電臺區(qū) 3\o"CurrentDocument"適用范圍 3\o"CurrentDocument"功能配置 4\o"CurrentDocument"第三章建設(shè)方案 5\o"CurrentDocument"總體架構(gòu) 5\o"CurrentDocument"建設(shè)內(nèi)容 5配電變壓器 5智能低壓配電箱/柜 5智能電能表 6智能用電終端 7本地通信網(wǎng)絡(luò) 7上行通信網(wǎng)絡(luò) 7\o"CurrentDocument"主站建設(shè) 7\o"CurrentDocument"第四章系統(tǒng)功能 8\o"CurrentDocument"數(shù)據(jù)采集與存儲 8采集數(shù)據(jù)類型 8\o"CurrentDocument"采集方式 8數(shù)據(jù)存儲與維護 9\o"CurrentDocument"數(shù)據(jù)分析與管理 9臺區(qū)信息監(jiān)測 9電能質(zhì)量監(jiān)控 10臺區(qū)異常報警 11配變監(jiān)測分析 12用電信息采集管理 12\o"CurrentDocument"第五章設(shè)備統(tǒng)計與報價 13第一章綜述現(xiàn)狀與需求分析新安縣共有20座試點配電臺區(qū)需要進行智能配電臺區(qū)改造。目前，這些試點配電臺區(qū)存在以下問題：（1）試點配電臺區(qū)的配電箱結(jié)構(gòu)設(shè)計未實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化；（2）試點配電臺區(qū)大多安裝固定補償?shù)臒o功補償設(shè)備，且容量配置相對較低；（3）試點配電臺區(qū)缺乏對配電臺區(qū)電能質(zhì)量問題（包括電壓、無功、諧波和三相不平衡等）的有效監(jiān)控與綜合治理；（4）線路運行參數(shù)不能及時掌握：對于運行中的線路、變壓器的電壓、電流不能及時采集最新準(zhǔn)確數(shù)據(jù)?？傮w來說，新安縣試點配電臺區(qū)的設(shè)備配置較低、安裝設(shè)計簡單、功能單一，并且大部分只實現(xiàn)了配電和計量的簡單功能，這種狀況已不能適應(yīng)農(nóng)網(wǎng)智能化建設(shè)的需要。改造建設(shè)農(nóng)網(wǎng)智能配電臺區(qū)，實現(xiàn)臺區(qū)信息模型的標(biāo)準(zhǔn)化、臺區(qū)配電箱/柜結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范化和臺區(qū)綜合管理的智能化，實現(xiàn)配電臺區(qū)設(shè)備（變壓器、開關(guān)）狀態(tài)監(jiān)測與保護、計量管理、負荷管理、電能質(zhì)量管理、線損管理、經(jīng)濟運行管理等功能，提高供電質(zhì)量和可靠性。遵循標(biāo)準(zhǔn)和原則設(shè)計、建設(shè)農(nóng)網(wǎng)智能配電臺區(qū)，遵循正在制定的《農(nóng)網(wǎng)智能配電臺區(qū)功能規(guī)范》和國網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)網(wǎng)配變監(jiān)控智能終端功能規(guī)范和技術(shù)條件》和《農(nóng)網(wǎng)智能型低壓配電箱功能規(guī)范和技術(shù)條件》。建設(shè)農(nóng)網(wǎng)智能配電臺區(qū)，遵循“標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、因地制宜”的基本原則。按負荷區(qū)域規(guī)模大小和負荷密度、地理情況，進行技術(shù)比較，選出合理建設(shè)方案。根據(jù)配電臺區(qū)經(jīng)濟發(fā)展基礎(chǔ)、負荷狀況和供電可靠性等實際需求，充分利用原有配電臺區(qū)的設(shè)備資源，選擇相應(yīng)類型的智能配電臺區(qū)功能配置?？傮w要求（1）配電變壓器：積極選用節(jié)能、降損、環(huán)保技術(shù)的變壓器，淘汰高耗能變壓器。新建和改造的智能配電臺區(qū)，推廣使用S11型及以上、非晶合金鐵心變壓器等節(jié)能型配電變壓器；（2）智能低壓配電箱/柜：采用間隔單元的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化設(shè)計，各間隔單元按照功能模塊進行劃分，縱橫分區(qū)布置，相互獨立，實現(xiàn)“即插即用”，各間隔單元配置內(nèi)面板并有明顯標(biāo)識；（3）智能配變監(jiān)控終端：對配電變壓器運行信息進行采集，實現(xiàn)配變監(jiān)測與保護、電能計量設(shè)備管理、用電負荷管理、電能質(zhì)量管理、臺區(qū)經(jīng)濟運行管理、互動化管理、接入公用電網(wǎng)的用戶側(cè)分布式能源監(jiān)測與控制，并對采集數(shù)據(jù)進行管理和雙向傳輸。第二章智能配電臺區(qū)功能配置智能配電臺區(qū)是應(yīng)用配電變壓器側(cè)安裝的智能配變終端和用戶側(cè)安裝的智能電能表、智能用戶交互終端配合雙向高效通信信道實現(xiàn)配電臺區(qū)信息模型的標(biāo)準(zhǔn)化和臺區(qū)的智能化綜合管理，具備“信息化、自動化、互動化”智能特征的配電臺區(qū)。根據(jù)負荷水平、負荷性質(zhì)的不同，智能配電臺區(qū)可分為簡潔型、標(biāo)準(zhǔn)型和擴展型三種建設(shè)模式。簡潔型智能配電臺區(qū)適用范圍適用于100kVA以下容量較小，負荷水平較低或負荷分散的城郊和鄉(xiāng)村的農(nóng)網(wǎng)智能配電臺區(qū)。功能配置具備配電變壓器基本的監(jiān)測、保護、通信功能，實現(xiàn)配電臺區(qū)計量管理、負荷管理和狀態(tài)監(jiān)測，并可選配用電信息管理和互動化管理功能。標(biāo)準(zhǔn)型智能配電臺區(qū)適用范圍適用于100kVA及以上，負荷水平中等及較高，分布相對集中的農(nóng)網(wǎng)智能配電臺區(qū)。功能配置具備配電變壓器基本的監(jiān)測、保護和通信功能，實現(xiàn)配電臺區(qū)狀態(tài)監(jiān)測、計量管理、負荷管理、無功補償控制、三相不平衡監(jiān)測、用電信息管理和互動化管理功能，并可選配配電臺區(qū)線損管理、經(jīng)濟運行分析、分布式能源監(jiān)測與控制等高級應(yīng)用功能。擴展型智能配電臺區(qū)適用范圍適用于負荷水平較高，電能質(zhì)量要求高，用電負荷對電能質(zhì)量有較大影響的農(nóng)網(wǎng)智能配電臺區(qū)。功能配置具備配電變壓器基本的監(jiān)測、保護和通信功能，實現(xiàn)配電臺區(qū)狀態(tài)監(jiān)測、計量管理、負荷管理、廣義無功補償（動態(tài)諧波抑制、無功補償、三相不平衡治理）、用電信息管理和互動化管理功能，并可選配配電臺區(qū)線損管理、經(jīng)濟運行分析等高級應(yīng)用功能。第三章建設(shè)方案根據(jù)新安縣試點配電臺區(qū)的現(xiàn)狀及需求，20個試點配電臺區(qū)建設(shè)采用簡潔型智能配電臺區(qū)?？傮w架構(gòu)押能幽變的岸門埃開士2,小件H卷SEr：on他用料押能幽變的岸門埃開士2,小件H卷SEr：on他用料ri出圖3-1智能配電臺區(qū)系統(tǒng)架構(gòu)建設(shè)內(nèi)容新安縣智能配電臺區(qū)改造建設(shè)內(nèi)容包括配電變壓器、智能低壓配電箱/柜、智能電能表、智能用電終端、本地通信網(wǎng)絡(luò)、上行通訊網(wǎng)絡(luò)以及主站建設(shè)。配電變壓器試點臺區(qū)S7型及以下配電變壓器更換成節(jié)能型配電變壓器，積極使用S11型及以上、非晶合金鐵心變壓器等節(jié)能型配電變壓器。智能低壓配電箱/柜更換現(xiàn)有配電箱/柜，以符合智能低壓配電箱/柜標(biāo)準(zhǔn)的面向間隔分層分布式結(jié)構(gòu)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計模式。各間隔單元配置內(nèi)面板并有明顯標(biāo)識，縱橫分區(qū)布置，實現(xiàn)“即插即用”。智能配電終端單元圖3-2智能配電箱結(jié)構(gòu)圖(1)進出線單元進出線端配置帶有電動操作機構(gòu)，且具備明顯斷開標(biāo)識的開關(guān)設(shè)備。剩余電流動作保護器選用智能型3c認(rèn)證產(chǎn)品并具有通信功能。(2)計量和測量表計單元改造更換為遵循Q/GDW354-2009《智能電能表功能規(guī)范》具備防竊電功能的多功能智能電表。(3)智能配變監(jiān)控終端單元配置智能配變監(jiān)控終端及其附屬配套設(shè)備。(4)電能質(zhì)量管理單元配置一體化的與智能配變監(jiān)控終端配套的電能質(zhì)量管理設(shè)備，主要包括無功補償單元、有源濾波單元。配變?nèi)萘吭?00kVA及以上的臺區(qū)均配置無功補償單元，其容量配置原則按照變壓器容量的30%基本配置。有源電力濾波器的容量根據(jù)臺區(qū)的負荷狀況及實際需求配置。智能電能表用智能電能表更換用戶現(xiàn)用舊式電能表，配合智能配變終端完成智能配電臺區(qū)的計量管理、負荷管理功能。智能用電終端在用戶側(cè)安裝智能用電終端，配合智能配變終端，完成智能配電臺區(qū)狀態(tài)監(jiān)測，配用電信息管理和互動化管理功能。。本地通信網(wǎng)絡(luò)變壓器臺下行通信信道主要有低壓電力線載波、微功率無線通信、以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）等本地通信組網(wǎng)方式。新安縣20個智能配電臺區(qū)的下行通訊采用低壓電力線載波通信。低壓電力線載波通信（LVPLC）是通過低壓電網(wǎng)（380/220V用戶線）載波方式來傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信息。載波信號頻率范圍應(yīng)為3kHz?500kHz,優(yōu)先選擇IEC61000-3-8規(guī)定的電力部門專用頻帶9kHz?95kHz,通信速率通常在1.5?10kbps之間。低壓帶電力線載波的基本頻帶為1MHz?20MHz,擴展頻帶為3MHz?100MHz,速率通常在1?200kbps之間，發(fā)送功率頻譜密度在工作頻帶內(nèi)不大于50dBm/Hz,工作頻帶外不大于30dBm/Hz。上行通信網(wǎng)絡(luò)建議使用移動運營商GPRS通信方式。主站建設(shè)本部分設(shè)計納入“統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集與集中監(jiān)控平臺”項目第四章系統(tǒng)功能智能配電臺區(qū)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集與存儲和分析與管理兩大功能模塊組成。數(shù)據(jù)采集與存儲模塊由終端設(shè)備、數(shù)據(jù)采集模塊、實時歷史數(shù)據(jù)庫等部分組成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、上傳，數(shù)據(jù)存儲以及實時數(shù)據(jù)監(jiān)測等功能；數(shù)據(jù)分析與管理模塊實現(xiàn)臺區(qū)信息監(jiān)測、電能質(zhì)量監(jiān)控、臺區(qū)異常報警、配變監(jiān)測分析、用電信息采集管理等功能。數(shù)據(jù)采集與存儲采集數(shù)據(jù)類型電能數(shù)據(jù)：總電能示值、各費率電能示值、總電能量、各費率電能量、最大需量等；交流模擬量：電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等；工況數(shù)據(jù)：開關(guān)狀態(tài)、終端及計量設(shè)備工況信息；電能質(zhì)量越限統(tǒng)計數(shù)據(jù)：電壓、功率因數(shù)、諧波等越限統(tǒng)計數(shù)據(jù)；事件記錄數(shù)據(jù)：終端和電能表記錄的事件記錄數(shù)據(jù)；其他數(shù)據(jù)：預(yù)付費信息等采集方式主要采集方式有：（1）定時自動采集按采集任務(wù)設(shè)定的時間間隔（包括典型日）自動采集終端數(shù)據(jù)，自動采集時間、內(nèi)容、對象可設(shè)置。當(dāng)定時自動數(shù)據(jù)采集失敗時，主站應(yīng)有自動及人工補采功能，保證數(shù)據(jù)的完整性。（2）隨機召測數(shù)據(jù)根據(jù)實際需要隨時人工召測數(shù)據(jù)。如出現(xiàn)事件告警時，隨即召測與事件相關(guān)的重要數(shù)據(jù)，供事件分析用。（3）主動上報數(shù)據(jù)在全雙工通道和數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)通道的數(shù)據(jù)傳輸中，允許終端啟動數(shù)據(jù)傳輸過程（簡稱為主動上報），將重要事件立即上報主站，以及按定時發(fā)送任務(wù)設(shè)置將數(shù)據(jù)定時上報主站。主站應(yīng)支持主動上報數(shù)據(jù)的采集和處理。4.1.3數(shù)據(jù)存儲與維護數(shù)據(jù)采集與存儲模塊通過不同通道采集終端設(shè)備的實時數(shù)據(jù)后，通過數(shù)據(jù)預(yù)處理后存入實時歷史數(shù)據(jù)庫，并通過實時歷史數(shù)據(jù)庫獨有的壓縮算法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的最優(yōu)化存儲，形成數(shù)據(jù)倉庫，為各種應(yīng)用系統(tǒng)提供唯一實時數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)維護主要包括數(shù)據(jù)庫維護、通道管理、實時數(shù)據(jù)監(jiān)測等。數(shù)據(jù)庫維護：主要包括數(shù)據(jù)庫配置信息、服務(wù)運行等日常維護。通道管理：主要包括通信報文管理、登錄和心跳管理、通道監(jiān)測及異常報警等。實時數(shù)據(jù)監(jiān)測：主要包括各變電所、臺區(qū)，電流、電壓、電量等實時數(shù)據(jù)數(shù)、更新時間、狀態(tài)以及數(shù)據(jù)位置等相關(guān)信息的監(jiān)測。4.2數(shù)據(jù)分析與管理數(shù)據(jù)分析與管理是對配電變壓器（含公變、專變）信息進行采集、處理和實時監(jiān)控的系統(tǒng)，實現(xiàn)臺區(qū)信息監(jiān)測、集中抄表、電能質(zhì)量監(jiān)控、漏電保護監(jiān)測管理、低壓線損分析、臺區(qū)異常運行報警、配變環(huán)境監(jiān)測、臺區(qū)信息互動等功能。主要具有以下功能：（1）臺區(qū)信息監(jiān)測（2）電能質(zhì)量監(jiān)控（3）臺區(qū)異常報警（4）配變監(jiān)測分析（5）用電信息采集管理4.2.1臺區(qū)信息監(jiān)測（1）臺區(qū)模擬量監(jiān)測對臺區(qū)模擬量進行監(jiān)測，管理并保存智能終端采集的模擬量數(shù)據(jù)，提供時間區(qū)間、數(shù)據(jù)類型等方式的查詢。主要數(shù)據(jù)包括：臺區(qū)電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等。（2）臺區(qū)數(shù)字量監(jiān)測對臺區(qū)數(shù)字量進行監(jiān)測，管理并保存智能終端采集的數(shù)字量數(shù)據(jù)，提供時間區(qū)間、數(shù)據(jù)類型等方式的查詢。主要數(shù)據(jù)包括：臺區(qū)總電能示值、總電能量等。（3）臺區(qū)狀態(tài)量監(jiān)測對臺區(qū)狀態(tài)量進行監(jiān)測，管理并保存狀態(tài)量數(shù)據(jù)，提供時間區(qū)間、數(shù)據(jù)類型等方式的查詢。主要數(shù)據(jù)包括：開關(guān)狀態(tài)、配電監(jiān)測終端及計量設(shè)備工況信息等。（4）臺區(qū)環(huán)境監(jiān)測根據(jù)智能終端對外部環(huán)境進行檢測，主要有：溫度、濕度，變壓器油溫等。電能質(zhì)量監(jiān)控（1）臺區(qū)頻率監(jiān)測實時監(jiān)測配變臺區(qū)變壓器頻率狀況，并以圖形方式實時顯示選擇監(jiān)測的臺區(qū)頻率情況。（2）臺區(qū)電壓監(jiān)測實時監(jiān)測配變臺區(qū)變壓器的線路電壓狀況，并以圖形方式實時顯示選擇監(jiān)測的臺區(qū)電壓情況。（3）臺區(qū)諧波監(jiān)測監(jiān)測電流總及各次諧波電流日最大值及發(fā)生時間，統(tǒng)計電壓總及各次諧波電壓含有率及總畸變率日最大值及發(fā)生時間，以及電流電壓諧波日統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并可對諧波異常事件進行查詢。（4）臺區(qū)三相不平衡監(jiān)測通過智能采集終端向主站發(fā)送變壓器三相電流（或電壓）幅值監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)配電變壓器三相負荷或者臺區(qū)下所屬用戶按相線電能量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，計算三相不平衡度，并可以按照供電單位、線路、臺區(qū)等進行查詢。（5）智能采集終端運行狀況監(jiān)測自動監(jiān)測終端設(shè)備的運行情況，當(dāng)監(jiān)測到終端設(shè)備故障時，產(chǎn)生故障事件，觸發(fā)故障處理流程。系統(tǒng)自動對終端的采集情況、通信情況進行統(tǒng)計分析。以圖形方式實時顯示選擇監(jiān)測的終端的運行情況，生成終端采集情況、通信情況的統(tǒng)計報表。（6）臺區(qū)漏電保護器遠程測控根據(jù)業(yè)務(wù)需要提供面向臺區(qū)對象的控制方式選擇，管理臺區(qū)漏電保護器，并通過向終端下發(fā)控制投入和控制解除命令?？刂泼钕掳l(fā)、開關(guān)動作應(yīng)有操作記錄。系統(tǒng)通過對臺區(qū)漏電保護器的監(jiān)測可以保證配電安全正常的運行。臺區(qū)異常報警發(fā)生的所有報警都存儲在歷史數(shù)據(jù)庫中，以便分析系統(tǒng)情況。用戶可以使用如下方式進行查詢：按地區(qū)、電壓等級、用戶類型等進行分類查詢按產(chǎn)生的時間查詢各種組合查詢（1）臺區(qū)電壓越限報警根據(jù)業(yè)務(wù)需要提供面向臺區(qū)對象的控制方式選擇，管理并設(shè)置電壓越限定值參數(shù)，并通過向終端下發(fā)控制投入和控制解除命令，集中管理終端執(zhí)行電壓控制?？刂茀?shù)及控制命令下發(fā)、開關(guān)動作應(yīng)有操作記錄。（2）臺區(qū)電流越限報警根據(jù)業(yè)務(wù)需要提供面向臺區(qū)對象的控制方式選擇，管理并設(shè)置電流越限定值參數(shù)，并通過向終端下發(fā)控制投入和控制解除命令，集中管理終端執(zhí)行電流控制?？刂茀?shù)及控制命令下發(fā)、開關(guān)動作應(yīng)有操作記錄。（3）臺區(qū)功率因數(shù)越限報警對用戶設(shè)定相應(yīng)的功率因數(shù)分段定值，統(tǒng)計各分段定值內(nèi)的時間；統(tǒng)計用戶指定時間段內(nèi)的功率因數(shù)最大值、最小值；按供電單位對超標(biāo)用戶分析統(tǒng)計、對用戶功率因數(shù)異常提供異常記錄等。（4）臺區(qū)失壓防盜報警根據(jù)業(yè)務(wù)需要提供面向臺區(qū)對象的控制方式選擇，管理并設(shè)置失壓定值參數(shù)，并通過向終端下發(fā)控制投入和控制解除命令，集中管理終端執(zhí)行電壓控制?？刂茀?shù)及控制命令下發(fā)、開關(guān)動作應(yīng)有操作記錄。（5）臺區(qū)缺相報警提示根據(jù)智能配電臺區(qū)系統(tǒng)采集來的配變?nèi)粘＿\行實時數(shù)據(jù)，對配變?nèi)毕噙M行報警提示。并通過向終端下發(fā)控制投入和控制解除命令，集中管理終端執(zhí)行缺相控制?？刂茀?shù)及控制命令下發(fā)、開關(guān)動作應(yīng)有操作記錄。配變監(jiān)測分析（1）電壓合格率統(tǒng)計分析根據(jù)智能終端采集系統(tǒng)采集來的配變監(jiān)測數(shù)據(jù)，對電壓合格率進行統(tǒng)計分析。包括變壓器名稱、查詢時間、電壓合格率、電壓越上限次數(shù)、電壓越下限次數(shù)。滿足各種條件查詢，可用圖形（曲線、棒圖、餅圖）展現(xiàn)并可輸出報表。（2）日負荷曲線統(tǒng)計分析根據(jù)智能配電臺區(qū)系統(tǒng)采集來的配變?nèi)粘＿\行實時數(shù)據(jù)，以曲線圖（曲線、棒圖、餅圖）形式對配變每日三相負荷進行分析，并在數(shù)據(jù)庫中進行存儲。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電能量示數(shù)曲線或電能量曲線異常時，生成相關(guān)的告警事件，并可