郑州配电网智能化综合管理系统

一、项目概况

    该项目根据河南省公司批复的研制计划和本公司与郑州供电公司签署的“科技项目”合同，在本公司现有的无功补偿及配电测控装置的基础上不断完善、综合设计研发出来的一套基于配电系统线路补偿和变压器监测测控的远程配电网智能化综合管理应用系统。
    配电网智能化综合管理系统，以智能配电设备及无功补偿设备为基础，应用计算机技术、自动控制技术、电子技术、无线通讯技术以及先进的软件，对配电网进行在线和离线的智能化监控与管理，通过远距离在线监控硬件设施的运行状态，科学合理地调配，充分发挥这些硬件设施的作用。
    该系统主要用于高压10KV运行系统和低压0.4KV配网中，实现配电线路及配电网中电力变压器的运行状态和无功补偿控制的工作状态的远程监控，采集配电线路及配电变压器的运行数据和无功补偿控制装置的有关数据，实时掌握配电网的运行状态，配电变压器的负荷变化情况，实时计算电网线损功率的在线监测，为科学管理配电线路的运行状态提供先进的技术手段。对于安装比较分散的TTU，本系统使用GPRS通信方式。该系统使用中国移动的GPRS网络，费用低廉、维护性好，且安装简单。GPRS通信方式对于实时性要求不高的配电设备来讲，是一种性价比较高的通信方案。

二、设计原则

本系统实现了终端设备和系统方案的有机结合，以智能配电设备及无功补偿设备为基础，应用计算机技术、自动控制技术、电子技术以及无线通讯技术、大型数据库技术、WEB技术于一体，对配电网进行在线和离线的智能化监控与管理
在项目研制中，采用了系统化设计思想，通过分层、分布、开放型结构，充分考虑了系统功能的全面性、实用性、兼容性和可扩展性，集现代测量技术、自动控制技术、无线通讯技术、自动识别技术、计算机网络技术、大型数据库和专家系统等多项高新技术于一体，具有“实时监测、动态补偿、远程控制、无线传输、故障定位、负荷分析、线损计算、辅助决策”的特点。

三、系统组成

    本系统使用了科学合理和健康的网络拓扑结构：

    1）由系统监控中心完成后台信息的采集和处理，由计算机网络系统、Internet接入服务、无线通信系统构成；根据需要，以及基于当前网络主流技术发展的趋势，选择光纤宽带构成Internet接入，构建“配电网智能化综合管理系统”的计算机网络平台。

    2）由通信子站完成终端与系统监控中心通信系统间的数据转发，通过无线公网、通讯模块及通讯接入单元（SIM卡）构成；

    3）由测控终端完成对系统内监测点（包括高压线路及配电变压器）的信号监测、无功补偿控制及数据存储；高低压测控终端分别使用高压控制器和智能型配电测控终端；

四、系统主要功能及性能

    本系统主要实现了以下功能：
    1)高压10KV和低压0.4KV配电线路及配电变压器运行状态的实时监测；
    2)无功补偿装置运行状态实时监测；
    3)电网线损功率的在线计算监测；
    4)设备故障自动定位；
    5)负荷分析报警；
    6)供电质量分析；
    7)线路线损统计等功能。

五、运行情况及效果

    从2008年起，随着项目的实施，在郑东新区的黄岗庙线安装了9台装置，其中1台高压，8台低压；在祭黄线安装了12台装置，其中1台高压，11台低压。运行半年多以来，情况基本如下：

    1)系统大大的减轻了工作人员的劳动强度。
系统运行节省了大量的人力、物力、相信随着该装置的继续配配置，将大大提高工作效率，减轻了工作人员的劳动强度。使广大电力职工的时间可以用在更需要的地方，提高工作质量。

    2)系统大大提高了信息化和自动化水平
系统运行合配电网的无功补偿可以完全自动实现，不再需要人工干预，实现及时准确补偿，大大提高了自动化水平。
现在，实时在线的数据传输使大量规范的海量数据采集成为现实，在这个基础上，配电网管理的信息化成为可能，大量数据的实时在线传输和基于数据库的应用软件和数据分析提取技术，可以有力地增强电网管理的信息化水平，使对配电网的认识提高到一个新的水平，大量有价值图表的生成和数据挖掘可以提高管理人员的认识水平，加深对配电网运行的认识。

    3)系统为配电网优化配置提供了方向和依据
系统可以实现对配变的各运行参数的在线实时监测，从而为发现配电网的运行模式和问题提供了坚实的数据基础。
    通过对该系统获得的配变负荷信息进行分析，可以发现存在个别变压器空载，以及一些变压器超载的情况，对于空载的情况，我们转移一部分负荷过来，提高设备的利用率。对于过负荷的情况，根据情况我们采取，转移部分负荷，或者增加变压容量，新架变压器以缓解压力。
    在运行中，我们对配变的运行数据进行了分析，多次发现了个别变压器三相负荷分配严重不平均，导致零序电流过高，提醒需要调整负荷在三相之间的分配，改善三相不平衡程度。
    该装置记录的停电、缺相等信息，为线路或变压器故障的判断，提供了参考数据。通过该装置及时传回的数据，我们通过详细的数据分析，对我们及时准确发现配变运行时存在的问题并作出相应的解决，提供了详细的数据支持。

    4)是监测和改善电能质量的有力手段
系统运行可以实现电能质量的及时报告，系统可以对任意配电点的电能质量提取报告，包括功率因数水平、电压合格率、谐波水平等。
通过无功补偿，系统直接提高补偿点的功率因数。
通过无功补偿，系统降低流过线路的无功电流，从而降低电压损耗，提高电压合格率。
    通过谐波的测量报警，系统提醒管理者加强对用户的监管，降低谐波水平。
系统为进行谐波治理欲留了控制接口，可以在进行一段时间的监测后进行电抗器的设计和工程安装，为最后消除谐波准备了条件。

    5)是进行线损分析改进线损管理的有力工具
基于大量包括有功功率、无功功率、有功电度、无功电度的数据的测量和获取，系统具备对配电拓扑网络上各点进行线损及时计算分析的能力。在一定的拓扑结构定义的条件下，系统可以实现线损的实时计算和报警。

    6)该系统功能完善、软件技术先进、直观清晰、操作方面、扩展性强，装置设计合理，安装简单易行，运行稳定、可靠，在配电网线路实际管理中发挥了不可缺少的重要作用，具有更大的推广价值和空间。