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作者︰舜通智能 來源︰www.sitcsys.com 發布時間︰2020-03-01 熱度︰0

  一、概述
 
  隨著人們對供電可靠性、供電質量的要求越來越高,力工業的迅速發展,電網逐步擴張,電力負荷增長很快,電壓等級越來越高,電網、發電廠以及單機容量越來越大,電網覆蓋的面積也在不斷擴大,因此必須采用現代化的技術手段對配電台區進行智能化升級,通過智能配變台區的建設,實現配電台區的信息化、自動化、互動化,滿足智能電網發展需要和客戶對供電能力、供電質量和供電服務的新要求,提高供電能力和供電可靠性,提升運行管理水平和服務能力。
 
  配網台區智能管理系統由集控中心(主站系統)、通信終端和現場設備(智能斷路器、電表等)組成。系統建設原則︰一是經濟性,綜合效益明顯,系統設備建設成本要遠低于投運後產生的效益(直接的及間接的);二是實用性,系統建設安裝簡便,管理操作界面友好,切實解決電網運行、管理、設備問題,明顯提高故障分析預判及處理能力,明顯提高電網經濟智能化運行水平,明顯優化設備使用效率及全壽命管理;三是安全性,包括網絡安全和電網運行安全,能有效控制故障停電範圍和時間,供電可靠率顯著提高。
 
  武漢舜通智能科技有限公司是國內最早從事配電台區監控、運維的專業系統供應商,具有完整的產品線,包括︰智能電表,智能開關,斷路器,具有邊緣計算的通訊管理機,監控組態軟件,運維平台,手機APP等,更是具有豐富的實施和方案設計能力,可以為配電網智能運行提供最優性價比的完整方案。
 
  二、主要功能
 
  2.1主要功能
 
  1)通過無線網絡系統,將分散在各地的配電台區設備(智能斷路器、保護裝置、電表等)通過通信終端與主站系統(計算機)鏈接起來,對現場設備進行實時監控管理。
 
  2)在收到現場設備發來的故障信息後,在集控中心計算機顯示屏上發出黃色警報燈閃爍提示。
 
  3)通過網絡為其他計算機用戶(需授權許可)提供實時運行數據、遙控、遙信、遙調服務,提供基礎台賬錄入、修改服務。授權用戶進入系統設備台賬管理,打開操作表格(設備台賬管理格式表格),按表格要求填入現場設備信息。
 
  4)系統能夠同時管理多台下位機。海量收集、分析、存儲、處理電網設備運行數據,智能發出操作指令。
 
  5)采用4G/5G無線+物聯網,現場設備通過通信終端4G網絡與控制中心通信。
 
  6)服務器。運用“雲”服務器及物聯網,為主站系統、遠程控制器和供電公司集控中心及供電所管理計算機提供服務。服務器上安裝主站軟件,用于完成通訊鏈路的建立、現場設備運行數據的采集處理及存儲、遙控操作、台賬管理,並通過網絡為其他授權計算機提供服務。服務器應由前置機、實時數據服務器、歷史數據服務器、應用服務器組成,這些內容可部署在一台計算機上。
 
  2.2通信終端
 
  主要功能為數據中轉及現場設備的編碼管理和授時服務。通過無線網絡實現與主站系統建立通信聯結,通過485接口或電力載波與下位機(智能斷路器、智能電表等現場設備)建立通信聯結。接受上位機(主站系統)的命令,並將命令傳達給下位機(現場設備智能斷路器、智能電表)執行,完成數據交換。接收下位機上傳的運行數據及故障信息,並向主站系統發送,完成數據交換。能夠同時管理多台下位機。對下位機進行編碼尋址管理,並進行編號,能準確區分各個下位機,信息指令傳達無誤。能實現無線遠程對所轄現場設備進行分合閘操作、漏電巡查試跳、抄表功能以及智能化管理。
 
  三、系統拓撲
 
  系統按照縣公司集控中心——變電站——10KV線路——台區——分路開關——用電客戶的方式實現分布式分層菜單管理,完成各部分的基礎台賬、執行定值修改及遙控操作。
 
  系統總體分布圖如下所示︰
 
  配網台區智能運維系統解決方案
 
  系統拓撲圖如下所示︰
 
  
 
  系統可以實現︰集控中心——變電站——10KV線路——台區——分路開關——用電客戶的方式實現分布式分層菜單管理,完成各部分的基礎台賬、執行定值修改及遙控操作。
 
  四、技術方案
 
  4.1智能通信管理機
 
  
 
  通訊管理機是一種可以把一個變電所內所有的智能控制設備,如微機保護裝置的通訊數據,通過協議轉換邏輯處理,整理匯總後以一種數據楨格式實時上送上級主站系統、實現遙信、遙測功能的監控計算機。
 
  SmartDAQ智能數據采集器內置自主研發的QTOUCH2.2組態軟件,它是一台完整的嵌入式計算機平台,其內置軟件具有眾多IEC60870/PLC/IO/儀表的通訊協議庫,具有實時數據庫,具有sqlite3歷史數據庫。通過PC進行遠程組態下載,具有遠程監控,遠程維護,遠程調試的能力。它能夠像PC機一樣將本地數據遠傳到數據服務器中,也可以分擔遠程數據庫服務器的壓力,將數據本地存儲,具有遠程查詢,斷點續傳的特點,確保系統的數據完整性。
 
  內置了強大的聯網、數據安全、邊緣計算能,確保任何時候都可以不間斷發送數據。
 
  1)通訊管理機分類和類型標識代碼︰類型標識代碼分類說明
 
  
 
  2)環境條件
 
  工作溫度︰-20℃~75℃
 
  存儲溫度︰-40℃~85℃
 
  相對濕度︰5%RH~95%RH
 
  抗震動︰2Grms@IEC62020-03-01
 
  抗沖擊︰20g@IEC62020-03-01
 
  3)機械影響
 
  抗靜電標準︰2.5kv,符合EN62020-03-01、3級標準
 
  設備材質︰鋁鐵合金重量︰<1.5KG
 
  國際認可︰CEFCC,EN55011ClassA,EN2020-03-01,
 
  4)工作電源
 
  
 
  5)可靠性指標
 
  在正常工作狀態連續通電72h,在72h期間每8h進行抽測,其功能和性能應滿足相關要求。
 
  平均無故障工作時間(MTBF)不低于7.6×104h。
 
  6)數據傳輸信道
 
  6.1通信信道
 
  與主站的通信信道采用無線公網和以太網,與電能表的本地通信采用RS485總線方式。
 
  6.2通信信道接口
 
  通信接口應采用模塊化、標準化設計,要滿足采用不同通信方式的通信模塊可互換的要求。
 
  6.3通信協議︰支持多種通訊協議︰MODBUS、DLT645-97/07、IEC62020-03-011/102/103/104、建築能耗XML,可以按照項目定制其他通訊協議
 
  6.4外殼及其防護性能
 
  196*120*38MM(W*D*H),鋁合金金屬外殼,導軌/開孔。
 
  6.5功能要求
 
  6.5.1采集功能
 
  按設定抄收周期自動抄收各表計信息。可采集的信息應包括︰電表的有功無功總電量、有功無功分時電量、最大需量、各類瞬時量、事件、熱表的流量數據等,各類信息都帶有時標。能夠進行數據采集和數據轉發,按照設定好的通訊協議進行數據采集,所有數據采集、轉發等數據的讀、寫雙向訪問,根據安全需要可以設置成只讀方式,保證系統數據的安全。
 
  6.5.2傳送功能
 
  可選擇支持Q-GDW376.1-2009《電力用戶用電信息采集系統通信協議》或《國家機關辦公建築和大型公共建築能耗監測系統分項能耗數據傳輸技術導則》的上傳通訊導則以及標準MODBUSTCP/IP通訊協議、DL/T645、IEC62020-03-011/102/103/104等協議的數據轉發。
 
  6.5.3配置維護功能
 
  所有維護、配置軟件的運行在window系統上,可以對通訊數據采集器的軟件進行上傳、下載、報文監測、配置等功能。運行軟件運行在數據采集器設備內,技術人員可以進行靈活設置,並可選設置密碼,防止非授權人員操作的措施。
 
  6.5.4接口
 
  具備串口、以太網、GPRS/4G等多種通訊方式;提供端到端的“協議轉發”方案,靈活可擴展通訊口;支持故障容錯,支持多轉多的協議轉換模式,方便不同系統共享數據;硬件設備高效穩定的軟件內核,高速數據交換通道。
 
  6.5.5數據庫接口
 
  實現多種方式對數據庫進行操作,包括︰數據運算處理、歷史數據存儲、統計處理、報警處理、服務請求等。
 
  6.5.6支持主站遠程校時
 
  校時功能滿足主站遠程校時。
 
  6.5.7保護功能
 
  需具備看門狗功能,在發生意外情況時,軟件能夠自動復位。具有自診斷功能,發現工作異常具有網關事件記錄。
 
  6.5.8數據存儲功能
 
  要求存儲空間不小于128M,並可擴展,對于采集到的數據,可以在集中器內長期保存。
 
  6.5.9數據安全性
 
  采集器對外進行數據交互時,所傳輸的數據可以選擇支持AES加密,保證數據不易被破解。
 
  6.5.10數據完整性
 
  支持斷線續傳,可對上行的數據進行異常暫存。如網絡中斷後,數據暫存于本地。網絡恢復後,數據可重新發送到主站。
 
  6.5.11支持接口擴展,(不局限于一種通訊協議)可擴展實現支持多種接口通訊協議;通訊配置靈活、高效快捷;
 
  6.5.12通信接口開放,用戶可以根據自身需求開發自定義協議;
 
  6.5.13具有數據自動清理功能,能夠靈活配置數據存儲的時間和佔用空間,當時間或者佔用空間達到設定值,能夠自動進行清理,刪除時間最先前的數據,數據刪除後,數據庫可以自動整理佔用空間,保證數據存儲的安全;
 
  6.5.14內置跨平台組態軟件,並自帶歷史數據庫,方便數據存儲與處理。
 
  4.2系統架構
 
  根據數據的流向,設計系統分為五層架構︰
 
  數據采集層︰主要通過傳感器(智能表計)等獲取各回路的電耗及其相關能源參數、光伏發電、儲能、用電量等能源信息;
 
  數據傳輸層︰主要把能源數據轉換成TCP/IP協議格式上傳至本地監控服務器;
 
  本地監控層︰收集到現場實時數據後,在實時數據庫中實時計算和分析,可對異常數據產生報警信息,可根據控制策略發出控制指令,並能向本地SCADA推送數據,也向綜合服務平台推送數據;
 
  數據服務層︰數據存儲層主要負責對能源數據進行匯總、統計、分析、處理和存儲;
 
  數據展示層︰主要對存儲層中的能源數據進行展示和發布,包括桌面瀏覽器和移動計算APP等。
 
  4.4數據采集內容
 
  變壓器數據︰
 
  變壓器高壓、主變、低壓、分接頭、斷路器、隔離開關和接地刀閘的位置信息,並網點的工作狀態;
 
  高低壓、饋線的正向有功電量、正向無功電量、反向有功電量、反向無功電量;
 
  高低壓、饋線的三相電壓,三相電流,有功功率,無功功率、功率因素,電流諧波(2-32次)、電壓諧波(2-32次)、三相電流不平衡度、電壓偏差,電網頻率等;
 
  變壓器三相運行溫度,高壓母排溫度、饋線溫度等,以及由此計算的線損等。
 
  用戶計量數據︰
 
  三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因素、有功電量,無功電量、電流諧波(2-32次)、電壓諧波(2-32次)、三相電流不平衡度、電壓偏差,頻率等。
 
  無功補償測量數據︰
 
  三相電壓,三相電流,無功功率。
 
  台區環境數據︰
 
  采集配電室的溫度、濕度、電纜溝水位、攝像頭、門禁等數據。
 
  五、系統功能設計
 
  數據采集與智能通信網絡
 
  能夠對配電網各監測點的數據實時采集,能夠實時計算和分析,可對異常數據產生報警信息,並能向SCADA或其他系統推送數據。
 
  電能管理及報表功能
 
  提供電量計量和管理報表,能自動準確的記錄各種時刻的運行數據,實現自動記錄功能,並可以隨時調用;電壓調節和不平衡度;
 
  連續三相均方根電壓;
 
  周期性最大/最小/平均取樣電壓、諧波、電壓偏移、頻率;
 
  通過報表功能能記錄和分析各回路的運行參數;
 
  提供豐富報表功能,各種監測數據通過報表的形式進行管理,分為監測數據日報表、月報表、年報表、以及綜合報表等各種報表的形式;可按要求生成報表,報表數據自動添入;
 
  可輸入數據運算公式,豐富報表管理功能;
 
  每台變壓器回路周期性最大/最小/平均取樣電流。
 
  曲線分析
 
  記錄各回路的用電情況,如監測電壓、電流,如出現最大用電量的時間段等功能;
 
  能很好的記錄開關的負荷量,對出現故障時提供豐富的運行分析依據;
 
  可以調用每天、每月、每年的運行記錄,根據運行記錄能很好的進行同期比較和分析,並可根據比較和結合產量等因素分析,為節能提供一定的依據;
 
  系統實時采集各種測量值,同時把采集到的數據保存到歷史數據庫中;
 
  曲線功能可以對所有測量量進行統計和分析,包括最大值、最小值、平均值以及最大值最小值出現的時間等;
 
  通過曲線監視系統運行參數的變化趨勢、分析用電情況。
 
  報警功能
 
  告警方式︰畫面顯示、多媒體語音告警、打印告警;
 
  告警類型︰越限告警、變位告警、事件告警、通訊狀態告警、運行日志;
 
  告警信息包括告警類型、發生告警的對象、告警內容、發生告警具體時間、確認狀態等;
 
  告警信息查詢方式︰通過告警信息查詢系統可以從數據庫中查閱歷史告警信息;查詢方式分為按類型、按時間段、按發生源、按等級等幾種方式或它們的組合;
 
  緊急告警優先彈出專用告警確認對話框;
 
  通信狀態監測和通信報文監測,一旦出現通信異常立即報警。
 
  圖形功能
 
  系統分布圖︰直觀地反映了變電站分布的地理位置情況,通過系統分布圖可以了解該地區內所有變電站分布情況;
 
  網絡拓撲圖︰體現整個監控系統通訊設備的分布和網絡連接方式,實現整個系統的通訊監視和網絡診斷;
 
  提供相關裝置設備,如︰變壓器的狀態界面,顯示相關信息狀態、數據參數等。
 
  負荷管理
 
  對用電設備運行狀態進行管理,根據實時數據統計出用電設備各類別和時段的電量及負荷特征,為經濟運行提供數據依據。
 
  電壓和無功管理
 
  對配電網無功電壓進行優化設置,可對無功補償裝置進行參數設置。可按無功率控制模式、功率因素控制模式、電壓控制模式進行數據計算和控制指令發出。
 
  統計分析評估
 
  對配電網和外部系統間的能量交換進行統計分析;對電能質量的統計分析,對系統的可靠性進行統計分析,進行成本效益進行統計分析。
 
  數據發布展示
 
  相關數據信息發布、瀏覽,報表和畫面等信息展示。
 
  系統管理
 
  可進行系統配置、人員權限管理、數據備份、日志記錄。
 
  六、配電台區智能運維平台
 
  1. 點擊<登陸>按鈕,進入系統主界面,如圖所示。
 
  
 
  大屏控制
 
  主要顯示︰安全運行時間,接入站點的數量,總的變壓器數量等相關綜合信息。
 
  2. 數據中心
 
  配網台區智能運維系統解決方案7
 
  主要查看整個平台的報警,故障,接入設備,接入廠家的宏觀數據。接入站點在地圖上的分配位置等。
 
  3. 企業用戶
 
  配網台區智能運維系統解決方案8
 
  這一頁主要介紹了用戶企業用戶。包含︰日、月、年用電的概況;站點概況;運行狀態;運行曲線;最近告警記錄等信息。
 
  4. SCADA系統圖
 
  
 
  
 
  平台顯示站點的一次接線圖。實時反應現地的開關,接地刀等狀態和線路電壓,電流等數據。
 
  5. 用電參數
 
  
 
  顯示站點的電壓、電流、功率因數等曲線信息。
 
  6. 指標關聯
 
  
 
  通過勾選站點的多個設備回路進行電壓、電流等同一時間段的數據對比分析。
 
  7. 電量分析
 
  
 
  電量分析主要是︰用電量的分析。可根據不同的費率(尖、峰、平、谷)方案來預價。可以增加新的方案,不同的費率時段)和價格。
 
  8. 歷史報警
 
  
 
  這里記錄用戶的報警。報警包含︰電壓,電流等越線報警;開關量報警;事件報警;其他報警。記錄報警的的總數和類別,根據不同搜索條件篩選報警信息,並且可以查看報警的狀態,通過報警的派單功能給運維人員派單處理問題。
 
  9. 消防檢測
 
  
 
  消防檢測是一個特殊的設備檢測回路,主要檢測剩余電流等相關信息以報表曲線等方式顯示信息。
 
  10. 對比分析
 
  
 
  對比分析主要是通過用戶多個設備)的電,水,氣,熱等數據的對比。
 
  11. 能效排名
 
  
 
  能耗排名主要用戶多個設備能耗的排名。(目前提供top10)
 
  12. 電能質量
 
  
 
  用電質量主要分析的參數有︰功率因數,諧波,三項不平衡,線損等項目。
 
  13. 需量分析
 
  
 
  需量,指定的時間周期內(在電力行業多取15分鐘),需量周期中測得的平均功率值,稱為電能需量。在一定時間周期內測得的平均功率最大值,稱為電能的最大需量。
 
  14. 需求響應
 
  
 
  需求響應是按照能實際能源消耗的預估,已達到負荷是否需要增減或者其他站點能源調配的目的。
 
  15. 電量統計報表
 
  
 
  電量統計報表主要是記錄用戶設備的電能消耗。主要有“日報表”,“月報表”,“年報表”。點擊“導出”按鈕即可導出報表。
 
  簡單操作如下︰
 
  1)選擇用戶設備。
 
  2)輸入查詢時間
 
  3)選擇報表的類別。比如默認“日報表”。
 
  4)查詢。
 
  16. 負荷統計報表
 
  
 
  電量統計報表主要是記錄用戶設備的負荷。主要有“日報表”,“月報表”,“年報表”。點擊“導出”按鈕即可導出報表。
 
  簡單操作如下︰
 
  1)選擇用戶設備。
 
  2)輸入查詢時間
 
  3)選擇報表的類別。比如默認“日報表”。
 
  4)查詢。
 
  17. 原始值報表
 
  
 
  電量統計報表主要是記錄用戶設備的原始采集的數據(包含電壓,電流,功率,諧波,溫度等)。主要有“日報表”,“月報表”,“年報表”。點擊“導出”按鈕即可導出報表。
 
  簡單操作如下︰
 
  1)選擇用戶設備。
 
  2)輸入查詢時間
 
  3)選擇報表的類別。比如默認“日報表”。
 
  4)查詢。
 
  18. 安全用電報表
 
  
 
  安全用電報表主要描述站點本月安全用電的概況信息。

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