電力計量自動化在線損管理中的應(yīng)用

韓曉琪

摘要：與現(xiàn)實需求相比，配網(wǎng)線損監(jiān)控管理還存在一定的問題，系統(tǒng)功能過于單一，分析能力較差，再加上各配網(wǎng)管理模式上的差異，增加了線損監(jiān)控的難度。如何做好線損監(jiān)控和分析，成為當(dāng)前配網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的重要議題。線損監(jiān)控能夠降低能源損耗，提升輸配電穩(wěn)定性。只有做好線損監(jiān)控，才能充分發(fā)揮整個電力系統(tǒng)的價值，提高配網(wǎng)的市場競爭力。

關(guān)鍵詞：電力計量;自動化;線損管理

1.線損的含義及產(chǎn)生原因

電能在電力系統(tǒng)的輸送過程中會出現(xiàn)一定的損耗，且損耗發(fā)生在電廠到用戶電表的各個線路上，這樣的電能損耗稱為線損。線損存在于整個輸電網(wǎng)絡(luò)，分為技術(shù)損耗和管理損耗，可以通過設(shè)備參數(shù)和實測數(shù)據(jù)進行計算。如果輸配電過程中不能對線損進行有效控制，將會提高其自身的生產(chǎn)成本，不利于配電網(wǎng)長遠發(fā)展。

線損產(chǎn)生的原因較多，且發(fā)生在輸、變、配各個環(huán)節(jié)，線路阻抗是導(dǎo)致輸電線路電能損耗的主要原因，并以熱能的形式散失在電介質(zhì)周圍。導(dǎo)致線損的原因主要有終端覆蓋不完全、數(shù)據(jù)采集不完整、電網(wǎng)運行方式改變、雙電源設(shè)置不規(guī)范、線損排查異常等。

2.配網(wǎng)線損管理現(xiàn)狀及問題

工具缺失，集成度差。在對電量和線損進行管理時，需要有統(tǒng)一的管理工具，這樣才能確保管理的科學(xué)性和有效性。但就目前狀況來看，許多配電網(wǎng)缺乏統(tǒng)一管理工具，管理人員需要從不同的系統(tǒng)中調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)來進行一一核對，這樣會大大增加管理的工作量和工作難度，進而降低線損監(jiān)控管理效率。配網(wǎng)線損監(jiān)控信息集成度不高，部門信息交互不及時，均容易造成線損管理疏漏，加大了日常電網(wǎng)運營風(fēng)險。

數(shù)據(jù)失真，調(diào)控低下。為了滿足線損、電量、財務(wù)等方面的指標要求，出現(xiàn)一些人為調(diào)控電量的方式，導(dǎo)致線損、電量的相關(guān)數(shù)據(jù)失去真實性，無法達到管理的昀終目標，給配網(wǎng)的發(fā)展帶來不良影響。由于抄表方式的不科學(xué)，導(dǎo)致線損數(shù)據(jù)的波動性較大。這主要是由于在傳統(tǒng)抄表工作中，抄表時間與供售電量統(tǒng)計不同步，使得計量統(tǒng)計的時間出現(xiàn)前后差異，進而影響了閱讀線損率出現(xiàn)忽大忽小的波動狀況，不利于線損監(jiān)控工作的有效開展。線損指標以及線損數(shù)據(jù)失真會使其無法真實反映線損狀況，給配網(wǎng)線損管理帶來諸多困難。

機制缺失，監(jiān)測較難。在開展配網(wǎng)線損監(jiān)管時，需要將電量及線損數(shù)據(jù)進行科學(xué)統(tǒng)計，并保持協(xié)同性，以確保線損監(jiān)控質(zhì)量。但現(xiàn)實中，配網(wǎng)電量及線損統(tǒng)計管理系統(tǒng)機制不完善，部門間合作不到位，增加了線損監(jiān)測難度，不利于配網(wǎng)的長遠發(fā)展。

計量自動化線損監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

總體架構(gòu)的設(shè)計

為了更好滿足電力系統(tǒng)的實際發(fā)展需求，提升系統(tǒng)實時性監(jiān)測能力，在對其總體架構(gòu)進行設(shè)計時需要考慮線損問題，整個監(jiān)測系統(tǒng)可以由通信模塊、服務(wù)主站、存儲模塊和現(xiàn)場用戶終端構(gòu)成，并實現(xiàn)多個系統(tǒng)間的信息交流，提升監(jiān)測的動態(tài)性，確保數(shù)據(jù)的準確性。

總體架構(gòu)在設(shè)計時應(yīng)采用 SOA（Service Oriented Architecture），利用ESB（Enerprise Service Bus）服務(wù)總線做好與外部信息系統(tǒng)的交互約定（見圖1），不斷提升線損監(jiān)測的有效性，達到昀終線損管理監(jiān)測目標。

該系統(tǒng)中后臺服務(wù)系統(tǒng)主要由 Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及后臺工作站組成，主要用于分析和管理相關(guān)數(shù)據(jù)，對存在的問題作出判斷。通常情況下，后臺服務(wù)系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)設(shè)計，各個模塊相對比較獨立，但是卻能夠統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)庫中的各項數(shù)據(jù)，從而保證了系統(tǒng)監(jiān)控運行的有效性，為配網(wǎng)線損監(jiān)管提供系統(tǒng)保障。此外，該系統(tǒng)還能夠結(jié)合用戶需求，將不同模塊集合在一個工作站或者分布在不同工作站中，確保了系統(tǒng)的靈活性，擴大了監(jiān)測的范圍。

在通訊模塊結(jié)構(gòu)上，采用 CPRS專網(wǎng)和 230M專網(wǎng)來進行計量模塊數(shù)據(jù)傳輸，并完成對各個系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)、異常行為等采集，以更快地獲取數(shù)據(jù)樣本，為線損監(jiān)測工作提供準確依據(jù)，達到線損監(jiān)測目標。在線損監(jiān)測系統(tǒng)中，EBS總線可以為計算機采集系統(tǒng)發(fā)送電能數(shù)據(jù)、采集統(tǒng)計量，并將相關(guān)結(jié)果傳回監(jiān)測系統(tǒng)，為監(jiān)測人員后續(xù)工作的開展奠定良好基礎(chǔ)。

在應(yīng)用服務(wù)結(jié)構(gòu)上，線損監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)具有較好的靈活性和較強的兼容性，能夠根據(jù)實際需求來調(diào)整應(yīng)用服務(wù)器中的各個功能模塊，使其更加符合配網(wǎng)的實際監(jiān)測要求。

3.2 系統(tǒng)功能的設(shè)計

在對配網(wǎng)線損監(jiān)測系統(tǒng)功能進行設(shè)計時，需要遵循一定的原則，這樣才能確保設(shè)計的科學(xué)性和有效性，才能充分發(fā)揮系統(tǒng)功能，達到線損監(jiān)測目的。一般情況下，在對系統(tǒng)功能進行設(shè)計時，可以按照邏輯功能劃分為數(shù)據(jù)采集功能、數(shù)據(jù)傳輸功能、數(shù)據(jù)處理功能以及業(yè)務(wù)應(yīng)用功能等，比如設(shè)置對外調(diào)用接口與其它系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。

在數(shù)據(jù)采集功能中，要做好現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)計和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集管理，昀大限度保障數(shù)據(jù)的真實性、有效性和完整性，并對這些數(shù)據(jù)進行初步篩選，剔除無用、無效數(shù)據(jù)，為后續(xù)線損監(jiān)測數(shù)據(jù)分析提供科學(xué)依據(jù)。數(shù)據(jù)采集功能還可以做到自動采集、定期采集，一旦發(fā)現(xiàn)異常能夠?qū)崟r報警;通過對電壓、電流、諧波的監(jiān)測，確定數(shù)據(jù)異常情況，分析原因，找到應(yīng)對策略，減少線損率。數(shù)據(jù)傳輸功能則采用專用信道實現(xiàn)，昀大限度降低傳輸中的數(shù)據(jù)干擾，確保信息傳輸質(zhì)量、傳輸效率。數(shù)據(jù)處理可以對統(tǒng)計報表、線損管理相關(guān)信息進行規(guī)范化管理，發(fā)現(xiàn)問題后能夠及時解決，從而降低維護成本，減少配電網(wǎng)的線損。

3.3 軟件架構(gòu)的設(shè)計

在配電網(wǎng)線損監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計中，軟件架構(gòu)設(shè)計極為重要，其主要包括用戶管理入口、服務(wù)組件適配器、數(shù)據(jù)總線以及外部數(shù)據(jù)接口及相關(guān)通訊協(xié)議等。

服務(wù)組件適配器包括線損計算結(jié)果顯示、經(jīng)濟運行結(jié)果分析、三相負荷不平衡分析、配變調(diào)串分析、母線補平衡分析、線損綜合分析、線損對比分析、線損率指標月報等內(nèi)容;數(shù)據(jù)總線包括內(nèi)部數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)采集內(nèi)容;外部數(shù)據(jù)接口及相關(guān)通訊協(xié)議包括營銷基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、營銷發(fā)行數(shù)據(jù)、營銷業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等。

在該軟件架構(gòu)的設(shè)計中，監(jiān)管人員可以通過服務(wù)組件實現(xiàn)對線損的全方位監(jiān)管，掌握電網(wǎng)中個元件電能的損失情況，并計算出線損率，找到配電網(wǎng)中薄弱線路，有針對性的開展線損管理工作，提升配網(wǎng)線損管理質(zhì)量。

此外，設(shè)計中為了確保用戶能夠快速得到線損結(jié)果，該架構(gòu)還設(shè)計了綜合數(shù)據(jù)庫（包括運行數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、線損記錄等），運用指定程序來查詢線損狀況，減少不必要的分析和現(xiàn)場檢查環(huán)節(jié)，在一定程度上節(jié)省了操作時間，提高了線損監(jiān)測數(shù)據(jù)利用率，為配網(wǎng)的長遠發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

4.總結(jié)

在對計量自動化的線損監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計時，設(shè)計人員需要從配網(wǎng)的實際狀況出發(fā)，既要保持線損數(shù)據(jù)監(jiān)控的真實性，又要提升線損監(jiān)測的科學(xué)性。尤其是近些年來，隨著我國電力系統(tǒng)的逐步完善和發(fā)展，線損管理時應(yīng)依照統(tǒng)一化、規(guī)范化、技術(shù)化管理原則，做好智能監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建，形成完整功能架構(gòu)，快速定位線損位置和計算線損值，為配網(wǎng)管理和維護提供有益幫助。

參考文獻

[1]張昌慶，陳寶，蔡青，陳宋森.電力計量自動化在線損管理中的應(yīng)用研究[J].中國高新科技，2017，1（11）：62-64.