吳仁光，孫 圳，史 斌

（國網(wǎng)浙江象山縣供電公司，浙江 寧波 315700）

1 用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)的基本設(shè)想

智能電網(wǎng)的最終目的是為了提高供電可靠性，改善用電服務(wù)質(zhì)量。隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，電網(wǎng)主體架構(gòu)得到了進(jìn)一步加強(qiáng)，配網(wǎng)的主網(wǎng)結(jié)構(gòu)多采用環(huán)網(wǎng)或拉手互聯(lián)結(jié)構(gòu)，結(jié)合配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)，主網(wǎng)的故障已相對(duì)較少，目前影響供電可靠性的主要因素來源于低壓線路的故障。而在低壓線路層面上由于覆蓋區(qū)域廣導(dǎo)致沒有較好的自動(dòng)化手段，致使形成了低壓線路的停電故障等自動(dòng)化系統(tǒng)的盲區(qū)，同樣原因造成人工巡檢難度特別巨大，因此，故障發(fā)生時(shí)往往是在用戶報(bào)告后，才會(huì)進(jìn)行搶修處理。這一方面延長(zhǎng)了用戶的停電時(shí)間，影響了供電可靠性，另一方面，也造成了故障搶修的工作非常繁重。為了能夠從根本上改善這樣的局面，就有必要對(duì)引發(fā)低壓線路故障的原因作出一個(gè)科學(xué)的分析和判斷，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)引發(fā)低壓線路故障的原因其中有很大部分是由于瞬時(shí)接地故障引起的線路開關(guān)跳閘，如果能對(duì)低壓線路開關(guān)進(jìn)行一次重合，就可以在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)排除故障，這樣既減輕了運(yùn)維人員的繁重勞動(dòng)壓力，同時(shí)也提高了供電的有效時(shí)間。基于這個(gè)思路，本文提出了一個(gè)全新的用電服務(wù)概念——用電主動(dòng)服務(wù)。

對(duì)于用電的用戶和供電部門都是不希望電力供應(yīng)發(fā)生故障，而一旦發(fā)生故障又希望能及時(shí)排除，將故障影響時(shí)間和范圍壓縮到最小。所謂“用電主動(dòng)服務(wù)”就是要在用戶對(duì)用電故障報(bào)修之前，供電部門已經(jīng)知道低壓線路發(fā)生故障的具體地點(diǎn)和線路節(jié)點(diǎn)，從而在用戶報(bào)修之前就有可能派出維修人員前往故障點(diǎn)進(jìn)行處理的服務(wù)方式。要做到這一點(diǎn)，對(duì)于供電部門而言就必須在服務(wù)上掌握主動(dòng)權(quán)，因此，用電主動(dòng)服務(wù)不僅僅是一個(gè)概念，而是在實(shí)際工作中要努力加以實(shí)踐的目標(biāo)。

用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)的建立，就是要滿足供電所／營業(yè)所和供電公司的二級(jí)監(jiān)控應(yīng)用，重點(diǎn)面向全路網(wǎng)的低壓配電設(shè)備設(shè)施監(jiān)控和管理，實(shí)現(xiàn)故障節(jié)點(diǎn)的定位、故障原因和故障范圍及時(shí)有效地確定、搶修方案的快速制定和搶修調(diào)度的及時(shí)互動(dòng)，系統(tǒng)根據(jù)故障輕重程度自動(dòng)形成有效的搶修方案和排定搶修順序，合理調(diào)度搶修人員實(shí)施故障搶修，同時(shí)依賴于該系統(tǒng)平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)低壓配網(wǎng)的應(yīng)急調(diào)度指揮，還可以依賴于該系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)建與用戶或小區(qū)用電信息顯示屏的信息互動(dòng)，可以及時(shí)高效的將停電原因及故障搶修進(jìn)度安排告知到用戶。

智能低壓配電終端具備配電變壓器監(jiān)測(cè)、保護(hù)和通信功能，可綜合實(shí)現(xiàn)配電臺(tái)區(qū)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、計(jì)量管理、負(fù)荷管理、無功補(bǔ)償控制、三相不平衡治理、用電信息管理和互動(dòng)等自動(dòng)化管理功能。智能低壓配電終端被稱為智能配網(wǎng)的神經(jīng)中樞，是智能電網(wǎng)在配用電側(cè)的重要技術(shù)支撐的基石。許多供電公司都開展了相關(guān)的試點(diǎn)工作，取得了很好的效果。

用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)是基于智能配電終端采集的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，建立配網(wǎng)故障搶修指揮主站系統(tǒng)。該主站系統(tǒng)依托于自動(dòng)化信息，基于對(duì)故障信息的綜合分析，發(fā)現(xiàn)和處理故障，系統(tǒng)確定輕重緩急，自動(dòng)形成搶修順序，并能夠按照已經(jīng)構(gòu)建的搶修預(yù)案進(jìn)行順利的搶修，且有效的提高搶修工作效率，同時(shí)又能及時(shí)將停電信息通知到用戶，在用戶報(bào)修前的第一時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)服務(wù)。

利用主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)能夠解決難以對(duì)臺(tái)區(qū)信息實(shí)時(shí)監(jiān)控等問題，同時(shí)也能解決對(duì)臺(tái)區(qū)信息準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和反饋；而利用主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)建成的GIS系統(tǒng)，可以解決由于各個(gè)配電臺(tái)區(qū)分布廣、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜、造成的因派工不合理搶修人員重復(fù)跑和不熟悉路徑走冤枉路的難題，為電力搶修節(jié)省了時(shí)間，大大提高了供電可靠率。

通過主動(dòng)監(jiān)控手段，及時(shí)有效地掌握低壓配電的停電信息，先于用戶報(bào)修之前實(shí)施排除故障，恢復(fù)供電，主動(dòng)向客戶提供計(jì)劃停電、故障檢修、服務(wù)監(jiān)控等信息，改善和提高供電服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)也提高了供電維護(hù)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

要實(shí)現(xiàn)用電主動(dòng)服務(wù)，其重點(diǎn)（或關(guān)鍵）在于建立一個(gè)完整的系統(tǒng)平臺(tái)作為技術(shù)支撐。這個(gè)技術(shù)支撐平臺(tái)就叫“用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)”。

2 用電主動(dòng)服務(wù)管理平臺(tái)功能設(shè)想

用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)管理平臺(tái)如圖1所示。用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)管理平臺(tái)主要是通過應(yīng)用資產(chǎn)配置臺(tái)賬于采集的基礎(chǔ)運(yùn)行監(jiān)視信息進(jìn)行對(duì)比分析形成對(duì)故障接點(diǎn)的預(yù)判、預(yù)警和報(bào)警；最終將結(jié)果連同處理預(yù)案展示在綜合值班大屏上功能，供調(diào)度和運(yùn)維值班人員作出相應(yīng)判斷和處理。

圖1 用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)管理平臺(tái)圖

3 用電主動(dòng)服務(wù)數(shù)據(jù)處理邏輯架構(gòu)

用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理邏輯架構(gòu)如圖2所示。該系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)主要來源于通過采集形成的實(shí)體數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)、自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以及調(diào)用相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，在一定的工作流程控制下將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷形成所需要的監(jiān)控信息通過人機(jī)界面顯示在大屏上和值班人員工作桌面上。

圖2 用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理邏輯架構(gòu)圖

4 用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)想

用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖3所示。由圖可見，用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)組網(wǎng)與生產(chǎn)管理的各大系統(tǒng)密不可分，該網(wǎng)絡(luò)組成同時(shí)反映出用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)和其它生產(chǎn)管理系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，同時(shí)也反映出用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)的各個(gè)數(shù)據(jù)來源。另外還反映出該系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，也就是說在一定程度上，該系統(tǒng)所得出的綜合分析結(jié)果，除了依賴于本系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)的真實(shí)性、及時(shí)性、可開放性外，還需要依賴于其他系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性和可信度的。而最終分析結(jié)果是可以通過生產(chǎn)調(diào)度網(wǎng)提供給多部門共享的。

5 用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)需對(duì)低壓配電設(shè)施更新改造

圖3 用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

根據(jù)上面對(duì)用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)功能及構(gòu)成的描述，所涉及到的其它系統(tǒng)目前在電力系統(tǒng)中基本已經(jīng)有所建設(shè)，而且有些系統(tǒng)建設(shè)也很完備，然而現(xiàn)在比較薄弱的環(huán)節(jié)正在于低壓配電環(huán)節(jié)，要建立起用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)，在很大程度上要依賴于低壓配網(wǎng)的更新改造。改造的目的是實(shí)現(xiàn)低壓配網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的用電數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)采集和上傳。因此對(duì)低壓配網(wǎng)的改造應(yīng)從以下幾方面著手。

（1）按照國家電網(wǎng)有關(guān)智能配電終端的建設(shè)規(guī)范，擴(kuò)展其應(yīng)用功能，主要擴(kuò)展采集低壓出線的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)配置后備電源供電，保證臺(tái)區(qū)停電時(shí)，即將停電信息有效上報(bào)到主站，也能接收主站的控制命令，遠(yuǎn)方恢復(fù)送電。針對(duì)二種應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)計(jì)，一是針對(duì)臺(tái)架變，采用緊湊箱體的方式，考慮最多采集4條低壓線路狀態(tài)；另一種是針對(duì)配電房的設(shè)計(jì)，具備對(duì)較多低壓線路的集中采集，采用小型屏柜設(shè)計(jì)；現(xiàn)場(chǎng)條件許可時(shí)，亦可采用單線路的采集控制方式設(shè)計(jì)。

（2）目前大部分低壓線路采用的空開，只有過流和欠壓保護(hù)的功能，基本不具備自動(dòng)化的功能，因此需要對(duì)其進(jìn)行智能改造，使其具備智能低壓空開的性能。

（3）對(duì)于故障后的重合功能，由改造后的智能配電終端集中自動(dòng)控制。是否自動(dòng)重合還是人工遙控重合，需要根據(jù)線路跳閘前的狀態(tài)進(jìn)行判斷，然后決定是否重合及重合的間隔時(shí)間。

（4）建立智能配電終端的監(jiān)控主站，滿足對(duì)改造后的智能臺(tái)區(qū)的監(jiān)控要求，通過智能配電終端采集的運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和故障停電信息，構(gòu)建面向臺(tái)區(qū)和低壓線路停電故障的分析，控制和搶修指揮系統(tǒng)。

（5）開發(fā)一套基于智能配電終端狀態(tài)實(shí)時(shí)采集為基礎(chǔ)的故障搶修指揮系統(tǒng)主站軟件，滿足供電所／營業(yè)所和供電公司的二級(jí)監(jiān)控應(yīng)用，重點(diǎn)面向故障定位、搶修方案制定、搶修調(diào)度及互動(dòng)，同時(shí)構(gòu)建與用戶或小區(qū)用電信息顯示屏的信息互動(dòng)，及時(shí)有效地確定故障原因和故障范圍，系統(tǒng)根據(jù)輕重緩急，自動(dòng)形成搶修順序和有效的搶修方案，合理調(diào)度搶修人員實(shí)施故障搶修，并能及時(shí)通知到用戶停電原因及故障搶修進(jìn)度安排。充分體現(xiàn)主動(dòng)服務(wù)的理念。

（6）建立智能配電終端的監(jiān)控主站與臺(tái)區(qū)和配電終端之間的通信通道。由于智能配電終端主站一般會(huì)建在局端機(jī)房?jī)?nèi)，而臺(tái)區(qū)或配電終端并無可用的光纖或網(wǎng)絡(luò)通道，因此目前只能通過無線通信的方式建立雙向通信鏈路。

6 主站與子站的建設(shè)

6.1 主站建設(shè)

用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)主站的構(gòu)成如圖4所示。

圖4 用電主動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)主站的構(gòu)成圖

系統(tǒng)采用單服務(wù)器構(gòu)成，包含數(shù)據(jù)通信、采集和監(jiān)控應(yīng)用功能。

本系統(tǒng)作為配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)和配網(wǎng)故障搶修系統(tǒng)的前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，本系統(tǒng)將采集的臺(tái)區(qū)監(jiān)控信息和故障信息與同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)隔離系統(tǒng)接受配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)采集的中壓實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源。并對(duì)經(jīng)過處理后的最終數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)信息共享。

主站系統(tǒng)擬實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和控制。實(shí)時(shí)采集臺(tái)區(qū)的變壓器及各低壓出線開關(guān)的狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。

（2）實(shí)時(shí)監(jiān)視：基于監(jiān)控畫面的方式對(duì)臺(tái)區(qū)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)開關(guān)跳閘、主變過載、三相嚴(yán)重不平衡等臺(tái)區(qū)運(yùn)行異常情況進(jìn)行告警，并提供對(duì)臺(tái)區(qū)低壓開關(guān)的遠(yuǎn)方遙控功能。

主站系統(tǒng)應(yīng)具備以下接口功能：

（3）與配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)接口。接收配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)采集的線路重要數(shù)據(jù)，作為本系統(tǒng)中壓監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)來源和故障分析的參考依據(jù)；向配網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)送本系統(tǒng)采集的臺(tái)區(qū)運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)，作為配網(wǎng)自動(dòng)化的補(bǔ)充。

（4）與配網(wǎng)故障搶修指揮系統(tǒng)的接口。向配網(wǎng)故障搶修指揮系統(tǒng)發(fā)送臺(tái)區(qū)及低壓線路的故障信息，作為故障搶修系統(tǒng)重要的電網(wǎng)故障來源。

主站系統(tǒng)應(yīng)具有以下分析統(tǒng)計(jì)功能：（1）對(duì)臺(tái)區(qū)及低壓線路負(fù)荷率、供電可靠性、低壓合格率的統(tǒng)計(jì)；（2）對(duì)臺(tái)區(qū)故障信息的統(tǒng)計(jì)分析等等。

6.2 子站建設(shè)

子站的建設(shè)以建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為主，規(guī)模較大的子站也可以設(shè)立前置機(jī)，將采集的數(shù)據(jù)就地分析處理后把最終結(jié)果上傳給主站服務(wù)器，這樣可以減輕主站服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。在通信條件具備的情況下，子站前置機(jī)處理分析采集數(shù)據(jù)的同時(shí)也可以利用其它相關(guān)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)參與綜合分析運(yùn)算，以增強(qiáng)最終數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和可靠性。

子站（臺(tái)區(qū)、開關(guān)站、配電房低壓配電運(yùn)行）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成如圖5所示。

圖5 （臺(tái)區(qū)、開關(guān)站、配電房低壓配電運(yùn)行）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成圖