簡 介

一、 系統(tǒng)背景

近年來，我國電力建設(shè)發(fā)展速度很快。兩網(wǎng)改造在有些地區(qū)已初步完成，用戶不僅要求有電用，而且要求用高質(zhì)量的電，享受到更好的服務(wù)，提高電力部門電費(fèi)實(shí)時(shí)性結(jié)算水平，建立區(qū)域乃至全國統(tǒng)一的電力大市場已成為所有電力部門的共識。同時(shí)，供電部門對用電側(cè)防竊電技術(shù)的要求也越來越迫切。由此帶來的對傳統(tǒng)結(jié)算手段的改進(jìn)，對關(guān)口及配變計(jì)量監(jiān)測點(diǎn)用電情況的監(jiān)測的需求已越來越強(qiáng)烈。

目前電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化及配變監(jiān)測的發(fā)展還處在初級階段，只是在少數(shù)城市進(jìn)行了局部試點(diǎn)。由于饋線開關(guān)及配電變壓器分布點(diǎn)多、位置雜亂。建立一個(gè)時(shí)效性強(qiáng)，可靠性高、投資省的通信信道網(wǎng)絡(luò)困難非常大，并已成為配網(wǎng)自動化及配電大、中用戶用電管理系統(tǒng)進(jìn)行大面積推廣的最主要障礙。

對于解決通信網(wǎng)的傳統(tǒng)方案，電力部門作過多種方式的嘗試，但都沒能得到大面積推廣，究其原因，主要有以下幾個(gè)方面的限制因素：

l 投資太多

l 工程量太大

l 速度慢、時(shí)效性差

l 運(yùn)行維護(hù)困難

l 終端設(shè)備價(jià)格太高

l 終端設(shè)備安裝維護(hù)困難

二、 系統(tǒng)概述

為解決上述電網(wǎng)設(shè)備及組網(wǎng)特點(diǎn)，和提高目前電網(wǎng)自動化管理水平，我公司專門研制的 配電負(fù)荷測控終端與GPRS通訊模塊或CUT2000/SUT2000高速數(shù)傳電臺組網(wǎng)，配以功能齊全的 配電負(fù)荷監(jiān)控主控軟件、DSC通訊前置機(jī)軟件等構(gòu)成 配電負(fù)荷實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)無縫連接。為解決公變、專變、農(nóng)變現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集傳輸服務(wù)提供了最方便、最可靠、最經(jīng)濟(jì)的通訊傳輸手段，解決了長期以來數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)難度大、成本高、可靠性差、構(gòu)建復(fù)雜的瓶頸問題。

配電負(fù)荷實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)是當(dāng)前和未來電力系統(tǒng)突破地域、網(wǎng)域、時(shí)空限制最有效的管理和生產(chǎn)工具；是對電網(wǎng)配電設(shè)備實(shí)現(xiàn)最佳的配電網(wǎng)控制和信息管理的最佳解決手段。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對配電設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合監(jiān)測，解決了供電部門所關(guān)心的電網(wǎng)配電設(shè)備運(yùn)行狀況問題，為計(jì)算供電可靠性、供電質(zhì)量等提供了最基本的資料，為配電網(wǎng)的改造、設(shè)備的增容提供了可靠的保證。

通過本系統(tǒng)的運(yùn)行，將隨時(shí)掌握配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況，為改善電力服務(wù)質(zhì)量、提高電力管理和決策水平、提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

三、 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)由工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備兩部分組成：

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，硬件部分：

l 配電負(fù)荷測控終端

l GPRS通訊模塊或CUT2000/SUT2000高速數(shù)傳電臺

l Nport De-211串口通訊服務(wù)器

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，軟件部分：

l 配電負(fù)荷監(jiān)控主控軟件

l DSC通訊前置機(jī)軟件

l Web系統(tǒng)分析軟件

l 基于GIS平臺的監(jiān)測服務(wù)和應(yīng)用開發(fā)支持

四、 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

根據(jù)構(gòu)成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備不同將形成兩種網(wǎng)絡(luò)：

一種為 配電負(fù)荷測控終端、無線蜂窩高速數(shù)傳電臺（CUT2000/SUT2000高速數(shù)傳電臺）與Nport De-211串口通訊服務(wù)器構(gòu)成的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的 配電負(fù)荷實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)如圖1所示:
此主題相關(guān)圖片如下：

第二種為 配電負(fù)荷測控終端、與GPRS通訊模塊構(gòu)成的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的 配電負(fù)荷實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)如圖示：

此主題相關(guān)圖片如下：

五、 系統(tǒng)特點(diǎn)

1、系統(tǒng)通訊通道穩(wěn)定、可靠

無線蜂窩電臺組網(wǎng)系統(tǒng)采用230MHz無線頻段作為數(shù)據(jù)通信通道， 監(jiān)控終端、CUT2000/SUT2000高速數(shù)傳電臺（230MHz）、Nport De-211串口通訊服務(wù)器組成專用的無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)。由于是國家電力公司專用無線頻點(diǎn)，所以通道穩(wěn)定、可靠，且不需架設(shè)線路。

GPRS方式組網(wǎng)系統(tǒng)采用GPRS數(shù)據(jù)通信通道，在 監(jiān)控終端、GPRS基站、GPRS交換機(jī)房、供電公司之間建立一個(gè)虛擬專網(wǎng)(VPN)，為保證通道的穩(wěn)定、可靠，在移動機(jī)房與電力公司機(jī)房直接敷設(shè)光纜聯(lián)接，所有數(shù)據(jù)經(jīng)過加密傳輸，確保任何數(shù)據(jù)不受非法侵入修改，且前期投入及日常維護(hù)費(fèi)用少。

2、數(shù)據(jù)采集功能強(qiáng)大

監(jiān)控終端是在全電子式配電負(fù)荷監(jiān)控終端與CUT2000/SUT2000高速數(shù)傳電臺（230MHz）或GPRS通信模塊組合配套，使之成為具備配變監(jiān)測、用戶計(jì)量、負(fù)荷監(jiān)控等功能的智能終端設(shè)備。 監(jiān)控終端通過國電公司自動化研究院檢測中心的標(biāo)準(zhǔn)測試，并且通過中心實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場比對測試。具有故障分析和記錄及實(shí)時(shí)報(bào)警功能，為電網(wǎng)的故障分析提供依據(jù)；對配變負(fù)荷容量溢度分析，為電力公司擴(kuò)容、增容提供可靠依據(jù)。

3、系統(tǒng)具有開放性、通用性

本系統(tǒng)在方案設(shè)計(jì)時(shí)就考慮將主站做成數(shù)據(jù)采集、分析、轉(zhuǎn)發(fā)一體的數(shù)據(jù)倉庫共享模式。系統(tǒng)開發(fā)時(shí)遵循開放性、通用性的原則，一是標(biāo)準(zhǔn)的采集數(shù)據(jù)庫，適用于不同廠家的終端入網(wǎng)；二是實(shí)時(shí)，定時(shí)召測不同類型終端的數(shù)據(jù)。通過與MIS系統(tǒng)、調(diào)度自動化、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)采集的配電變壓器信息得到二次利用。三是進(jìn)行Web發(fā)布，可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)方便的查詢分析。

4、功能完善的應(yīng)用軟件，確保系統(tǒng)的先進(jìn)性、實(shí)用性

監(jiān)控終端傳輸過來的數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)化編程技術(shù)的加工、處理后，開發(fā)出的應(yīng)用軟件滿足負(fù)荷自動分析、自動抄表、設(shè)備故障自動報(bào)警、電網(wǎng)諧波分析、電壓合格率、供電可靠性、功率因數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析、無功補(bǔ)償及統(tǒng)計(jì)分析補(bǔ)償效果管理等要求。

5、系統(tǒng)工程實(shí)施和后期維護(hù)簡單方便、快捷。

配電負(fù)荷實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)由于采用無線蜂窩電臺或GPRS通訊模塊等設(shè)備組網(wǎng)，所以不需現(xiàn)場布線，工程施工十分簡單、工程周期大大縮短。且工程后期不會出現(xiàn)線路老化、其他人為或非人為因素造成的線路中斷等常規(guī)有線組網(wǎng)遇見的問題。所以后期工程管理也特別方便、可靠。

六、 系統(tǒng)功能

a) 通訊終端支持多種通道和通訊方式，為數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供了極其簡便快捷的配置方法。

b) 通訊通道實(shí)時(shí)在線，永不掉線，傳輸快速，運(yùn)行成本低。

c) 終端支持定時(shí)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。采集的數(shù)據(jù)包括：電流、電壓、正反向有功無功功率、視在功率、正反向有功無功電能、需量及最大需量出現(xiàn)時(shí)間、功率因素、諧波、頻率、油溫、報(bào)警和開關(guān)量信號等實(shí)時(shí)量和電壓合格率、停電時(shí)間等統(tǒng)計(jì)量。

d) 定時(shí)數(shù)據(jù)定時(shí)自動采集、保存，保證數(shù)據(jù)完整和不間斷。

e) 提供實(shí)時(shí)不間斷監(jiān)測功能和多種實(shí)時(shí)負(fù)荷曲線的比較功能。

f) 提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、定時(shí)數(shù)據(jù)分析功能，提供指定時(shí)段越限分析統(tǒng)計(jì)值和越限時(shí)段表，為評估當(dāng)前時(shí)段供電質(zhì)量、用電負(fù)荷提供即時(shí)支持。

g) 提供任意時(shí)段原始數(shù)據(jù)報(bào)表、匯總統(tǒng)計(jì)報(bào)表的生成打印。

h) 提供Web發(fā)布系統(tǒng)

i) 提供基于GIS平臺的配電配變監(jiān)測和遠(yuǎn)程抄表功能。

j) 提供實(shí)時(shí)報(bào)警消息處理功能。

k) 系統(tǒng)實(shí)施區(qū)域-線路-終端的多級管理和配置模式。

l) 系統(tǒng)可進(jìn)行歷史故障記錄和分析

七、 系統(tǒng)功能圖

此主題相關(guān)圖片如下：

八、 系統(tǒng)安裝與實(shí)施

主臺軟件運(yùn)行配置要求：

l 系統(tǒng)：Windows 2000 Professional

l 數(shù)據(jù)庫：IBM DB 5.2以上中文版（客戶端）或MS SQL 2000 企業(yè)版

（客戶端）

l 地理庫: GIS運(yùn)行環(huán)境，Arc/Info 8.1 SDE以上版本

l 機(jī)器配置：P4 2.0GHZ, 512MB RAM, 17’以上顯示器，1024X768

顯示分辨率, 128MB顯示內(nèi)存，８0GB 以上硬盤可用空間，光驅(qū)

l 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：100MB速率局域網(wǎng)

通訊前置機(jī)運(yùn)行配置要求：

l 系統(tǒng)：Windows 2000 Server

l 機(jī)器配置：P4 2.0GHZ, 512MB RAM, 15’以上顯示器，1024X768

顯示分辨率, 256MB顯示內(nèi)存，40GB 以上硬盤可用空間，光驅(qū)

l 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：100MB速率局域網(wǎng)

l 如果作公網(wǎng)、局域網(wǎng)的邊界計(jì)算機(jī)，需Internet IP地址及其專用接入網(wǎng)卡，局域網(wǎng)網(wǎng)卡、帶路由功能的防火墻系統(tǒng)，服務(wù)代理設(shè)置和路由表配置。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器運(yùn)行配置要求：

l 系統(tǒng)：Windows 2000 Server

l 數(shù)據(jù)庫：IBM DB 5.2以上中文版或MS SQL 2000 企業(yè)版

l 機(jī)器配置：Petium 2.0GHZ, 512MB RAM, 1024X768顯示分辨率,

100GB 以上硬盤可用空間

l 網(wǎng)絡(luò)：100MB速率局域網(wǎng)

系統(tǒng)工程安裝布署的實(shí)施步驟:

i. 為 配電負(fù)荷終端和數(shù)字蜂窩通訊終端安裝/GPRS通訊模塊在配電變壓器附近，并配置通訊參數(shù)。 現(xiàn)場安裝通訊終端。

ii. 安裝通訊前置機(jī)軟件，調(diào)試通過。

iii. 安裝本系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（可以將本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)加入到現(xiàn)有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器或數(shù)據(jù)空間中）。

iv. 在安裝主臺的目標(biāo)機(jī)器上安裝數(shù)據(jù)庫客戶端和GIS系統(tǒng)客戶端。

v. 在目標(biāo)機(jī)器上安裝主臺軟件，啟動后進(jìn)行系統(tǒng)配置和必要的數(shù)據(jù)登錄系統(tǒng)正常投運(yùn)。

九、 效益分析

本項(xiàng)目的實(shí)施，將會極大地提高供電企業(yè)的信息化和自動化管理水平,將根本改變供電公司目前配電配變負(fù)荷數(shù)據(jù)全靠人工采集而導(dǎo)致的監(jiān)測數(shù)據(jù)混亂的狀況。本項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)對配電配變負(fù)荷數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)的24小時(shí)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，對了解配變運(yùn)行工況、保護(hù)配變的正常、安全運(yùn)行，提高配變營銷考核能力，提高整個(gè)配電負(fù)荷的管理水平起著至關(guān)重要的重用。

該項(xiàng)目的實(shí)施也會帶來明顯的社會經(jīng)濟(jì)效益；以100臺公用配變實(shí)施該項(xiàng)目為例，其效益簡單計(jì)算如下：

1、 證了設(shè)備的安全運(yùn)行，以往每年都有大約5-10臺/100臺由于過負(fù)荷或缺相等問題損壞，直接損失20-35萬元，間接（損失供電）損失超過20萬元；

2、以前100臺設(shè)備的負(fù)荷數(shù)據(jù)需要人工5人抄收，每人每月工資按2000元計(jì)，5人每年支付12萬元。

盡此兩項(xiàng)就為供電企業(yè)每年節(jié)約約60萬元，而由于配電負(fù)荷實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)帶來的售電量的增加以及其它的社會效益更是無法用數(shù)字來計(jì)算的。

十、 系統(tǒng)總結(jié)

通過本系統(tǒng)的實(shí)施解決了我們在配電管理方面缺乏有效監(jiān)測、分析手段的問題，對提高配電管理起到了促進(jìn)作用。在生產(chǎn)管理方面：利用本系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)支持，解決了電壓合格率、無功優(yōu)化等方面的問題，滿足生產(chǎn)指標(biāo)管理的需要。在經(jīng)營管理方面：通過對配電變壓器、終端采集設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控并自動上傳功能，使計(jì)量回路PT斷線、表計(jì)故障等造成電量少計(jì)、漏計(jì)的問題得以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。通過實(shí)時(shí)分析，最大程度減少了供電損耗，為防竊電工作提供技術(shù)支持，提高供電企業(yè)的直接經(jīng)濟(jì)效益。

總之，基于GPRS/CDMA配電負(fù)荷實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的成功應(yīng)用必將提高供電公司的生產(chǎn)管理水平和供用電管理的安全性和經(jīng)濟(jì)性，為實(shí)現(xiàn)供用電管理數(shù)字化、信息化和現(xiàn)代化開創(chuàng)了一條新路。同時(shí)對設(shè)備管理、用電管理、城網(wǎng)規(guī)劃方面都會有很大幫助。

深圳市宏電技術(shù)開發(fā)有限公司

2006年4月15日