基于衛(wèi)星授時(shí)技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)云核相模式研究

汪 晶 郭長(zhǎng)發(fā) 宋克東 胡宜平

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司合肥供電公司，安徽合肥230061）

0 引言

隨著合肥城市不斷發(fā)展，配電網(wǎng)迅速擴(kuò)張，電網(wǎng)改造、負(fù)荷調(diào)整等工程建設(shè)如火如荼，配網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，多聯(lián)絡(luò)線路比比皆是，給電網(wǎng)核相帶來(lái)極大的壓力?，F(xiàn)階段配電線路對(duì)供電可靠性要求較高，不停電合環(huán)操作正逐步向熱倒閘方式轉(zhuǎn)變。配電線路點(diǎn)多面廣，設(shè)備質(zhì)量參差不齊，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，接入線路相序混亂，直接或間接影響著配電線路的安全運(yùn)行，配網(wǎng)線路的核相任務(wù)隨之愈發(fā)重要。

有文獻(xiàn)提出，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)核相方式只關(guān)注核相點(diǎn)兩側(cè)的相位是否正確，沒(méi)有關(guān)注整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)相序排列的統(tǒng)一性，長(zhǎng)此以往，混亂的排列標(biāo)識(shí)會(huì)導(dǎo)致施工錯(cuò)相，造成核相承載力過(guò)負(fù)荷。針對(duì)復(fù)雜工程，涉及相位變動(dòng)的地方多，核相點(diǎn)多，沒(méi)有統(tǒng)一的相色標(biāo)識(shí)容易造成多處核相點(diǎn)相位錯(cuò)誤。

近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的核相方式是在聯(lián)絡(luò)點(diǎn)兩側(cè)近距離核相，只能在最后核相時(shí)糾正施工時(shí)的錯(cuò)相，干預(yù)過(guò)晚，會(huì)造成施工延時(shí)和二次停電，影響供電可靠性，故有時(shí)會(huì)采用遠(yuǎn)距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)核相法提前干預(yù)。這種方法在停電之前對(duì)電源點(diǎn)兩端進(jìn)行核相，做統(tǒng)一的相位標(biāo)識(shí)，避免施工錯(cuò)相，送電時(shí)再次復(fù)核，可靠性較高。但這種方法有一定距離限制，無(wú)法應(yīng)用于較長(zhǎng)距離的核相，對(duì)通信要求較高，若其中一端處于地下室沒(méi)有信號(hào)，則無(wú)法進(jìn)行遠(yuǎn)程核相，送電后必須重新復(fù)核，相當(dāng)于兩次核相，工作量較大。

此外，開(kāi)關(guān)柜的帶電指示燈輸出電壓不統(tǒng)一，給二次核相帶來(lái)許多障礙，當(dāng)帶電指示器出現(xiàn)接線錯(cuò)誤、采集孔損壞等現(xiàn)象，無(wú)法提供有效的核相源。傳感器不同，帶電指示燈的工作模式就不同，有些脈沖式的帶電指示燈是無(wú)法采用電壓法進(jìn)行核相等，這些都是配網(wǎng)核相工作面臨的諸多問(wèn)題。

為消除上述點(diǎn)對(duì)點(diǎn)核相存在的系統(tǒng)相序混亂、二次調(diào)相、距離限制、需重復(fù)核相等弊端，本文提出了一種基于衛(wèi)星授時(shí)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)核相模式，利用網(wǎng)絡(luò)核相實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)相序統(tǒng)一，提升核相可靠性，縮短核相時(shí)間，規(guī)避二次調(diào)相。

1 互聯(lián)網(wǎng)云核相模式基本原理

互聯(lián)網(wǎng)云核模式是通過(guò)在區(qū)域電網(wǎng)中設(shè)置網(wǎng)絡(luò)核相基站，作為相位基準(zhǔn)點(diǎn)，例如某變電站的10 kV出線，按相序標(biāo)定為A、B、C三相。在基準(zhǔn)點(diǎn)配置一臺(tái)采集器和服務(wù)器，采集器24 h不間斷地采集基準(zhǔn)點(diǎn)的A、B、C三相相角的信息以及衛(wèi)星時(shí)間，服務(wù)器將這些信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于用戶查詢。

服務(wù)器提供網(wǎng)絡(luò)連接功能，高低壓定相手持核相儀可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器建立連接，并將測(cè)量點(diǎn)采集到的相角信息、衛(wèi)星時(shí)間信息發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器通過(guò)將該信息與基準(zhǔn)點(diǎn)采集到的在同一衛(wèi)星時(shí)間的A、B、C三相的相角信息進(jìn)行比對(duì)，就可以確定遠(yuǎn)程測(cè)量點(diǎn)線路相序。服務(wù)器再將比對(duì)結(jié)果發(fā)回高低壓定相手持核相儀，測(cè)量點(diǎn)的工作人員就可以第一時(shí)間獲取與基準(zhǔn)點(diǎn)一致的相序排列方式，并進(jìn)行標(biāo)示?；ヂ?lián)網(wǎng)云核相模式示意圖如圖1所示，通過(guò)這種方式進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程核相，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)內(nèi)各點(diǎn)相序與基站的基準(zhǔn)相序一致。

圖1 互聯(lián)網(wǎng)云核相模式示意圖

2 互聯(lián)網(wǎng)云核相模式關(guān)鍵技術(shù)與配置

2.1 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

互聯(lián)網(wǎng)云核相模式主要依托3種較成熟的關(guān)鍵技術(shù)。

（1）衛(wèi)星授時(shí)技術(shù)，利用衛(wèi)星搭載的高精度原子鐘，產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，能夠提供統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，確保核相點(diǎn)與基站的相位核定在同一時(shí)間。手持核相儀上攜帶衛(wèi)星授時(shí)接收裝置，通過(guò)定位計(jì)算完成授時(shí)功能，授時(shí)系統(tǒng)的精確度可以達(dá)到納秒級(jí)別，完全滿足核相要求。

（2）核相技術(shù)，手持核相儀在核相點(diǎn)通過(guò)周期內(nèi)連續(xù)采樣，利用TCP/IP方式同服務(wù)器建立連接，并將測(cè)量點(diǎn)采集到的相角信息連帶采集時(shí)刻的GPS秒時(shí)間信息發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器再將比對(duì)結(jié)果發(fā)回高低壓定相手持核相儀，獲取測(cè)量結(jié)果。

（3）網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，手持核相儀需要和服務(wù)器通信，將采集到的信息發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器通過(guò)高速寬帶接入Internet，服務(wù)器上運(yùn)行專業(yè)的應(yīng)用軟件，提供網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)功能。

2.2 硬軟件配置

互聯(lián)網(wǎng)云核相模式需配置一臺(tái)定相服務(wù)器（圖2）、一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)定相基站（圖3）、多個(gè)采集器與高低壓定相手持核相儀，如圖4所示。

圖2 服務(wù)器

圖3 基站

圖4 定相手持核相儀與采集器

3 多模式應(yīng)用分析

3.1 單點(diǎn)定相模式

確定單點(diǎn)相位，進(jìn)行相序標(biāo)示工作時(shí)，啟用網(wǎng)絡(luò)定相模式，當(dāng)服務(wù)器連接、衛(wèi)星授時(shí)完畢時(shí)，將采集器掛在待測(cè)的線路上，高低壓定相手持核相儀直接顯示相位比對(duì)結(jié)果。單點(diǎn)定相如圖5所示。

圖5 單點(diǎn)定相

3.2 多點(diǎn)核相模式

在配網(wǎng)可靠性改造中，同一開(kāi)閉所需要接入兩路不同的電源，可采用遠(yuǎn)距離核相模式，在接入電源之前在兩個(gè)接入點(diǎn)進(jìn)行核相。利用兩個(gè)高低壓定相手持核相儀來(lái)完成，將兩套設(shè)備分別拿至兩處待核相地點(diǎn)，接收衛(wèi)星時(shí)鐘信號(hào)，收到衛(wèi)星時(shí)鐘信號(hào)后，將采集器分別掛在待測(cè)線路上，兩處相位按照與基站對(duì)比結(jié)果進(jìn)行正確標(biāo)示。多點(diǎn)核相如圖6所示。

4 互聯(lián)網(wǎng)云核相模式優(yōu)勢(shì)分析

4.1 相序數(shù)據(jù)云管理

互聯(lián)網(wǎng)云核相的相位核定已不再是單一的相位核定，而是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)確定的基準(zhǔn)相位、相序信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸、測(cè)試、儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)各設(shè)備相位、相序標(biāo)識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)信息化云管理。

圖6 多點(diǎn)核相

4.2 全系統(tǒng)相序統(tǒng)一

核相工作中，可以參考基準(zhǔn)相位，逐步使電網(wǎng)覆蓋轄區(qū)內(nèi)的各點(diǎn)相序與基站相統(tǒng)一，逐步提升網(wǎng)內(nèi)相序標(biāo)示正確率，減少核相次數(shù)，縮短核相作業(yè)時(shí)間，提高核相效率。

4.3 提升合環(huán)可靠性

借助于互聯(lián)網(wǎng)云核相系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)變壓器兩端進(jìn)行核相并記錄，便于輔助判斷系統(tǒng)內(nèi)由于變壓器接線組別不同產(chǎn)生的30°與60°角差，進(jìn)一步提升并網(wǎng)合環(huán)的嚴(yán)謹(jǐn)性與可靠性。

4.4 規(guī)避二次調(diào)相

對(duì)于網(wǎng)架調(diào)整的配電網(wǎng)工程，可在電源點(diǎn)接入前核相，確定相序，做好標(biāo)示，避免送電后核相錯(cuò)誤引起的二次停電調(diào)相，有利于減少配網(wǎng)停電時(shí)戶數(shù)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)分析傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)核相方式存在的弊端，介紹了一種基于網(wǎng)絡(luò)的核相方法，將衛(wèi)星授時(shí)技術(shù)、核相技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)有機(jī)整合，準(zhǔn)確性高、實(shí)用性強(qiáng)，能夠逐步統(tǒng)一覆蓋區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)相序，有利于配網(wǎng)網(wǎng)架靈活調(diào)整，形成相位基站數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)核相標(biāo)準(zhǔn)信息化云管理，便于智能電網(wǎng)改造工作，同時(shí)提升并網(wǎng)合環(huán)的可靠性，減少核相人員配置，極大地改善了核相效率。