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摘要:实现理论线损和统计线损的在线计算、对比分析、趋势分析、疑似窃电分析、异常情况告警、线损异常处理、指标考核评价、降损辅助决策等功能的应用。找出了计量装置、设备性能、用电管理、运行方式、理论计算、抄收统计等方面的问题,同时鉴定了网络结构和运行方式的合理性和供电管理的科学性,提供了科学的降损方法,使线损分析和辅助决策能力得到根本性的改善,从而实现对线损的全过程管理,提高企业的社会和经济效益,达到降低损耗、节约能源的目的。
关键词:供电企业;自动化;线损管理;指标考核;研究
一、系统设计研究
1.1 技术设计目标
该线损管理系统采用面向服务的架构(Service-OrientedArchitecture,SOA)和企业服务总线(EnterpriseServiceBus,ESB)技术,基于多层体系统结构、中间件技术构建统一的支撑软件平台。采用IEC61970/IEC61968系列标准、参照电力行业标准及国家电网公司相关标准进行数据集成,实现模型、接口、编码和数据的统一。根据线损管理要求,构建功能完善、技术先进、稳定可靠的线损管理系统,提供开放的服务、标准的接口支持系统扩展和二次开发。最终实现功能完善且具有前瞻性、技术先进、安全可靠、易于扩展的线损管理系统。
1.2 总体建设方案
线损管理系统采用SOA进行建设,线损管理系统逻辑架构如图1所示。其前端为ESB,任何服务调用者提出的请求都将通过ESB调用基础架构中所包含的各层服务。支撑软件平台分为4层:访问服务层、数据服务层、业务服务层和展现服务层。不同层次的服务通过ESB调用,实现服务间的信息交换。
图1线损管理系统逻辑架构
网络建设采用在省公司、省中调、各市供电公司均部署一套线损管理系统,各单位部署一台三层网络交换机的方式,系统网络结构如图2所示。各单位通过信息广域网与省电力公司实现互联。
图2系统网络结构示意
二、系统功能
该系统的功能设计应符合线损管理的日常工作流程,根据线损管理工作流程,系统设计研发包含理论线损计算、统计线损计算、线损对比分析、降损辅助决策、指标考核和信息管理等功能,每项功能都是独立的子系统,下面分别描述各子系统的功能。
2.1 理论线损管理子系统
理论线损管理子系统包含输电网理论线损在线计算、6~20kV理论线损在线计算和低压400V台区理论线损计算3个部分。系统以现有电网拓扑结构为基础,从OMS系统、电量采集系统、用户用电信息采集系统等数据源中获取数据,应用相应计算方法进行理论线损计算,从而实现对全网的理论线损进行在线监测。
在进行理论线损计算时,输电网采用牛顿-拉夫逊潮流计算法。6~20kV配电网采用电量法、容量法、配电网潮流精确算法和多电源算法等多种算法相结合的模式。低压400V台区理论线损计算采用三相不平衡算法、迭代法、等值电阻法、电压损失法和快速计算法等多种算法相结合的模式。
主要功能菜单如下:输电网计算结果查询;输电网计算结果分析;配电网计算结果查询;配电网计算结果分析;系统管理。
2.2 统计线损管理子系统
统计线损管理子系统是指根据源系统中的电网模型和运行数据,按照既定的统计关系对电网进行分区、分压、分线、分台区的统计线损计算,并对异常线损进行管理分析的系统。
统计线损管理子系统整合系统的权限服务、报表服务、日志服务、查询服务、报警服务,实现分线、分压、分层、分台区的计算、统计、汇总和展示。提供数据追溯、同比、环比、图形等多种分析方式,满足线损四分业务要求。
主要功能菜单如下:电网模型维护;统计关系设置;电量信息录入;统计线损计算;报表查询;上报管理;报警管理。
2.3 线损分析子系统
线损分析子系统包含比对分析、趋势分析和技术降损分析3个模块,从结果趋势、重损线路、变压器损耗、母线不平衡率等多角度对线损计算结果进行分析。用户可对线损较高的问题有针对性的分析,找到管理方面的问题以及电网结构布局不合理的地方,然后有针对性的制定降损计划。
主要功能菜单如下:线损对比分析;线损趋势分析;综合用电分析;数据质量分析;运行数据查询。
2.4 降损辅助决策子系统
降损辅助决策子系统可以实现输电网的无功优化和网损分摊计算,配电网的无功优化、变压器更换与轮换、配电变压器位置、导线更换、三相不平衡及电压优化的辅助分析计算,可以方便快捷地指导线损管理人员制定合理的降损方案。
主要功能菜单如下:电网降损辅助决策;电网无功优化;变电站经济运行;三相不平衡优化;供电位置优化。
2.5 指标考核管理子系统
指标考核子系统的功能设计以电力公司线损指标管理流程为基础,设计开发功能包括考核制度管理、考核指标管理、考核过程管理、考核情况查询、指标完成情况查询以及考核自评等功能。供电公司各级线损管理人员,可以利用该子系统完成
各项线损指标月、季、年的线损指标下发、考核、汇总等工作。
主要功能菜单如下:考核制度管理;考核指标管理;考核过程管理;考核情况查询;指标完成情况;考核自评。
三、系统实施及应用
3.1 系统实施
线损管理系统的建设需要搭建1个省公司总站和若干个区域分站,分为2个阶段进行。系统正式进入试运行期,试运行期为6个月。系统实施期间,为保障系统能够顺利实施,从该系统立项开始,制定了详细的实施计划和完善的管理体制,包括决策机制、计划管理、组织管理、实施控制、风险防范和沟通机制等。
3.2 系统应用
系统运行期间,利用精益化线损管理系统做了3次全省負荷实测及理论线损计算工作,均提前完成预定工作内容。以往进行一次负荷实测工作,全省需投入大量的人力,耗时近1个月的时间才能完成所有工作。现利用线损精益化管理系统进行负荷实测及理论线损计算工作,只需安排人工抄录自动化系统未覆盖的计量点数据,在10个工作日内即可完成所有工作,可以节省约70%的人力。相比以往的负荷实测模式,不仅计算精度得到很大提高,而且人、财、物的投入也大幅度减少。
系统建成后,为供电企业线损管理提供了线损计算、线损对比分析、疑似窃电分析等应用功能,为线损管理工作提供了可靠的技术保障,在线损管理工作中收到了明显的成效。如在利用该系统完成2013年4月的线损计算后,系统提示10kVⅠ某线的线损率统计值为4.49%,理论值为2.18%,线损率统计值出现异常波动。
四、系统实施成果
线损管理系统实施完成后,有效促进了供电局基础数据的梳理工作,规范了线损管理的流程,为线损规范化管理提供了先进的管理工具。线损管理系统的实施取得了以下成果。
1)数据集成平台成功抽取并生成线损管理所需的数据,为线损管理提供数据保障。
2)实现各电压等级电网,按照不同周期进行理论线损计算的功能。
3)实现统计线损的“四分”管理的功能。
4)实现理论线损与统计线损的对比分析,线损的趋势分析、综合用电分析、数据监测、防窃电等高级应用。
5)实现电网无功优化分析、输电网网损分摊分析、变电站经济运行分析等各项分析功能。
6)指标考核工作由以往人工操作转变为自动计算、对比及考核,使线损指标考核的工作效率得到显著提高。
五、结语
随着电力体制改革的日益深化,电网运行是否经济,供用电管理技术手段是否科学等,都涉及到电网企业的运营成本和全社会的整体经济效益。因此,控制线损、降低线损,用科学管理方法把不合理的电能损耗降低到最小,使线损率达到先进水平是电网企业现代化管理的核心内容之一,也是电网企业生存和发展的必要条件。
参考文献:
[1]牛迎水.电力网降损节能技术应用与案例分析[M].北京:中国电力出版社,2012.
[2]廖学奇.农网线损计算分析与降损措施[M].北京:中国水利出版社,2003.
[3]廖学奇.配电网经济运行及降损效果分析[J].中国电 力,1998,31(9):47–0.
关键词:供电企业;自动化;线损管理;指标考核;研究
一、系统设计研究
1.1 技术设计目标
该线损管理系统采用面向服务的架构(Service-OrientedArchitecture,SOA)和企业服务总线(EnterpriseServiceBus,ESB)技术,基于多层体系统结构、中间件技术构建统一的支撑软件平台。采用IEC61970/IEC61968系列标准、参照电力行业标准及国家电网公司相关标准进行数据集成,实现模型、接口、编码和数据的统一。根据线损管理要求,构建功能完善、技术先进、稳定可靠的线损管理系统,提供开放的服务、标准的接口支持系统扩展和二次开发。最终实现功能完善且具有前瞻性、技术先进、安全可靠、易于扩展的线损管理系统。
1.2 总体建设方案
线损管理系统采用SOA进行建设,线损管理系统逻辑架构如图1所示。其前端为ESB,任何服务调用者提出的请求都将通过ESB调用基础架构中所包含的各层服务。支撑软件平台分为4层:访问服务层、数据服务层、业务服务层和展现服务层。不同层次的服务通过ESB调用,实现服务间的信息交换。
图1线损管理系统逻辑架构
网络建设采用在省公司、省中调、各市供电公司均部署一套线损管理系统,各单位部署一台三层网络交换机的方式,系统网络结构如图2所示。各单位通过信息广域网与省电力公司实现互联。
图2系统网络结构示意
二、系统功能
该系统的功能设计应符合线损管理的日常工作流程,根据线损管理工作流程,系统设计研发包含理论线损计算、统计线损计算、线损对比分析、降损辅助决策、指标考核和信息管理等功能,每项功能都是独立的子系统,下面分别描述各子系统的功能。
2.1 理论线损管理子系统
理论线损管理子系统包含输电网理论线损在线计算、6~20kV理论线损在线计算和低压400V台区理论线损计算3个部分。系统以现有电网拓扑结构为基础,从OMS系统、电量采集系统、用户用电信息采集系统等数据源中获取数据,应用相应计算方法进行理论线损计算,从而实现对全网的理论线损进行在线监测。
在进行理论线损计算时,输电网采用牛顿-拉夫逊潮流计算法。6~20kV配电网采用电量法、容量法、配电网潮流精确算法和多电源算法等多种算法相结合的模式。低压400V台区理论线损计算采用三相不平衡算法、迭代法、等值电阻法、电压损失法和快速计算法等多种算法相结合的模式。
主要功能菜单如下:输电网计算结果查询;输电网计算结果分析;配电网计算结果查询;配电网计算结果分析;系统管理。
2.2 统计线损管理子系统
统计线损管理子系统是指根据源系统中的电网模型和运行数据,按照既定的统计关系对电网进行分区、分压、分线、分台区的统计线损计算,并对异常线损进行管理分析的系统。
统计线损管理子系统整合系统的权限服务、报表服务、日志服务、查询服务、报警服务,实现分线、分压、分层、分台区的计算、统计、汇总和展示。提供数据追溯、同比、环比、图形等多种分析方式,满足线损四分业务要求。
主要功能菜单如下:电网模型维护;统计关系设置;电量信息录入;统计线损计算;报表查询;上报管理;报警管理。
2.3 线损分析子系统
线损分析子系统包含比对分析、趋势分析和技术降损分析3个模块,从结果趋势、重损线路、变压器损耗、母线不平衡率等多角度对线损计算结果进行分析。用户可对线损较高的问题有针对性的分析,找到管理方面的问题以及电网结构布局不合理的地方,然后有针对性的制定降损计划。
主要功能菜单如下:线损对比分析;线损趋势分析;综合用电分析;数据质量分析;运行数据查询。
2.4 降损辅助决策子系统
降损辅助决策子系统可以实现输电网的无功优化和网损分摊计算,配电网的无功优化、变压器更换与轮换、配电变压器位置、导线更换、三相不平衡及电压优化的辅助分析计算,可以方便快捷地指导线损管理人员制定合理的降损方案。
主要功能菜单如下:电网降损辅助决策;电网无功优化;变电站经济运行;三相不平衡优化;供电位置优化。
2.5 指标考核管理子系统
指标考核子系统的功能设计以电力公司线损指标管理流程为基础,设计开发功能包括考核制度管理、考核指标管理、考核过程管理、考核情况查询、指标完成情况查询以及考核自评等功能。供电公司各级线损管理人员,可以利用该子系统完成
各项线损指标月、季、年的线损指标下发、考核、汇总等工作。
主要功能菜单如下:考核制度管理;考核指标管理;考核过程管理;考核情况查询;指标完成情况;考核自评。
三、系统实施及应用
3.1 系统实施
线损管理系统的建设需要搭建1个省公司总站和若干个区域分站,分为2个阶段进行。系统正式进入试运行期,试运行期为6个月。系统实施期间,为保障系统能够顺利实施,从该系统立项开始,制定了详细的实施计划和完善的管理体制,包括决策机制、计划管理、组织管理、实施控制、风险防范和沟通机制等。
3.2 系统应用
系统运行期间,利用精益化线损管理系统做了3次全省負荷实测及理论线损计算工作,均提前完成预定工作内容。以往进行一次负荷实测工作,全省需投入大量的人力,耗时近1个月的时间才能完成所有工作。现利用线损精益化管理系统进行负荷实测及理论线损计算工作,只需安排人工抄录自动化系统未覆盖的计量点数据,在10个工作日内即可完成所有工作,可以节省约70%的人力。相比以往的负荷实测模式,不仅计算精度得到很大提高,而且人、财、物的投入也大幅度减少。
系统建成后,为供电企业线损管理提供了线损计算、线损对比分析、疑似窃电分析等应用功能,为线损管理工作提供了可靠的技术保障,在线损管理工作中收到了明显的成效。如在利用该系统完成2013年4月的线损计算后,系统提示10kVⅠ某线的线损率统计值为4.49%,理论值为2.18%,线损率统计值出现异常波动。
四、系统实施成果
线损管理系统实施完成后,有效促进了供电局基础数据的梳理工作,规范了线损管理的流程,为线损规范化管理提供了先进的管理工具。线损管理系统的实施取得了以下成果。
1)数据集成平台成功抽取并生成线损管理所需的数据,为线损管理提供数据保障。
2)实现各电压等级电网,按照不同周期进行理论线损计算的功能。
3)实现统计线损的“四分”管理的功能。
4)实现理论线损与统计线损的对比分析,线损的趋势分析、综合用电分析、数据监测、防窃电等高级应用。
5)实现电网无功优化分析、输电网网损分摊分析、变电站经济运行分析等各项分析功能。
6)指标考核工作由以往人工操作转变为自动计算、对比及考核,使线损指标考核的工作效率得到显著提高。
五、结语
随着电力体制改革的日益深化,电网运行是否经济,供用电管理技术手段是否科学等,都涉及到电网企业的运营成本和全社会的整体经济效益。因此,控制线损、降低线损,用科学管理方法把不合理的电能损耗降低到最小,使线损率达到先进水平是电网企业现代化管理的核心内容之一,也是电网企业生存和发展的必要条件。
参考文献:
[1]牛迎水.电力网降损节能技术应用与案例分析[M].北京:中国电力出版社,2012.
[2]廖学奇.农网线损计算分析与降损措施[M].北京:中国水利出版社,2003.
[3]廖学奇.配电网经济运行及降损效果分析[J].中国电 力,1998,31(9):47–0.