城市供电电压自动采集系统的建设与应用

向萌，谢晓骞，邓威，宁志毫

(1.国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007；2.国网湖南省电力公司，湖南长沙410007)

城市供电电压自动采集系统的建设与应用

向萌1，谢晓骞2，邓威1，宁志毫1

(1.国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007；2.国网湖南省电力公司，湖南长沙410007)

本文在介绍国网湖南省电力公司城市供电电压自动采集系统构架的基础上，对电压监测点的设置、电压监测装置的检测以及系统的安装调试和运维管理进行阐述，并对应用情况进行分析。

供电电压；自动采集；电压监测装置；装置检测

供电电压自动采集系统 (以下简称供采系统)是国家电网公司下达的重点信息化建设项目，目的是为了进一步规范供电电压管理，实现城市和农村供电电压数据自动采集和统计分析，提升公司电压无功管理精益化水平。供采系统达到电压采集终端与主站两级的信息贯通、相互交换等功能，涉及调控、运检、营销以及信通等多部门多方面工作，是一项信息庞大、结构复杂的技术管理工程。

国网湖南省电力公司城市供采系统率先完成了国家电网公司统一部署的建设工作，目前湖南省的城市供电电压自动采集系统已经正式投入运行。整个过程严格按照国家电网公司的标准化流程推进，自上线以来运行稳定可靠、反映良好。该套系统完成了湖南省城网各类电压监测点的实时电压数据接入、数据对应以及数据集成工作，实现了对国网湖南省电力公司城网电压监测点的供电电压状态的全方位监控，达到了终端与总部系统纵向贯通和直采功能。文中重点总结了供采系统的建设过程及应用情况，并指出存在的问题及改进措施。

1 供采系统架构

供采系统在公司总部和省公司两级部署，在地市公司及以下仅部署各类电压监测装置，装置采集的供电电压数据通过在国网湖南省电力公司部署的CAC接入主站系统。同时，在省公司与调度自动化系统、用电信息采集系统集成，获取已有的供电电压数据。各类供电电压数据在国网湖南省电力公司和公司总部集中存储，省公司、地市和县供电企业用户均通过登录生产管理信息系统 (PMS)使用供电电压应用功能，图1为目前湖南省城市供采系统的整体架构图。

根据参考文献 〔1〕中对供电电压监测点的设置原则，供电电压质量监测分为A，B，C，D共4类监测点〔1〕。A类，即带地区供电负荷的变电站的10(6)kV母线电压。B类，即35(66)kV专线供电和110 kV及以上供电的用户端电压。C类，即35(66)kV非专线供电的和10(6)kV供电的用户端电压。D类，即380/220 V低压网络和用户端的电压。

为充分利用现有信息资源，供采系统的A类监测点电压数据从智能电网调度技术支持系统调度管理应用 (省级OMS系统)中获取；B，C类监测点电压数据从用电信息采集系统集成接入，目前正在推进B，C类新型用电采集终端装置的接入。D类监测点的电压数据从电压监测装置中自动采集，以标准方式接入部署在省公司的状态接入控制器 (CAC)，由CAC通过省公司电压接入服务将电压数据接入主站系统。

2 系统建设与实现

2.1 监测点的设置

结合对湖南省14个地市公司的电压无功专业的调研，国网湖南省电力公司明确了城网监测点的分布原则，对各地区如何选点布点进行详细指导，并对偏远地区的监测点设置工作进行一对一的帮扶。监测选点工作的基本原则:全面覆盖，避免遗漏；抓重要用户，抓薄弱点；从投诉追溯源头，动态跟踪监测；摸清网架结构，做到心中有数，档案有记录。

在监测点布点和设置的具体实施过程中的关键步骤如下:

1)进行城配网基础台账的清查，根据国家电网公司规定的设置原则设定监测点；

2)每个城区 (包括县城区)的一级、二级用户均应设有监测点，建议将供电所的监测点设在负荷性质有代表性的低压干线末端；

3)安排移动式电压监测点，用于抽测典型时间居民用户电压质量状况和95598投诉的低电压台区；

4)利用用电信息采集系统和配网结构图甄选可能存在低电压的台区进行监控；

5)要求在满足国网规定的基础上确保每个县公司监测点数和每个供电所的监测点数。

2.2 装置检测工作

电压监测装置应符合相关的国家标准和电力行业标准，确保监测的数据准确、可靠、有效。参考文献 〔2〕中明确了电压监测仪的检测类型和周期、检验条件、检验标准和检验方法等方面的内容。电压监测装置的质量优劣直接影响到供采系统是否能稳定、可靠、高效运行，因此国网湖南省电力公司十分重视入网检测工作。

国网湖南省电力公司电力科学研究院 (以下简称湖南电科院)与装置生产厂家积极沟通，掌握相关技术的关键点和难点，并在参考文献 〔3〕的基础上研发了适合湖南公司实际运维情况的整套通信协议测试软件，如图2所示。最终，湖南电科院对欲在国网湖南电力公司进行投标的10多个厂家的多款型号的电压监测装置进行统一的入网检测，并编写相应的检测报告。

入网检测务必周密严谨，此项工作能为招标提供具有价值的参考信息，确保质量优良、技术力量雄厚的企业中标。淘汰不满足标准规范的装置，有利于今后电压监测装置的运维管理，同时也为供采系统的调试上线和稳定运行提供保障。

2.3 现场安装与调试

国家电网公司对内外网的数据交换有严格的信息安全要求，每台电压监测装置都内嵌特制的安全加密芯片，每台装置必须具备国网信通签发的专属数字证书，数据才能通过无线专网和安全接入平台与主站的CAC之间进行正常通信。湖南电科院在电压监测装置正式出厂前，进行了大量的安全接入测试和全套数据联调，并选择个别地市公司提前进行现场安装和装置运行的试联调工作，把关和审视每个调试环节，确保电压监测装置能顺利接入国家电网公司生产管理系统的供采模块。

为提高装置安装调试的效率，湖南电科院对14个地市公司的电压监测仪进行了精心分配，将电压监测仪的设备ID号划分到各个地市公司，统一将SIM卡提前对应装好，建立一一对应关系，并编写和下发详细的安装说明和注意事项。在安装过程中，通过现场和主站紧密配合，对每台装置的接入进行实时远程监控，调试效果良好。

以下简要概括安装调试过程中的几个注意点:①建议安装在信号较好、便于抄录、运维方便的地点，与相邻装置的安全距离和环境等符合要求。②安装装置所采用的导线截面、绝缘和耐压应符合要求，导线排列整齐美观，要求中间无接头。③采集端引入电源的相序必须与装置的相序标示一致。④送电前检查核对与安装说明中各项要求是否相符，接线是否正确无误。⑤送电后检查电压监测装置各功能是否正常，测试数据是否准确，是否与主站建立有效连接。⑥动态更新电压监测装置台账，地市运维部门统一保管文本档和电子档台账。

3 系统应用及管理

3.1 功能模块

根据供电电压自动采集系统的功能设计，国网湖南省电力公司供电电压自动采集系统功能模块包括综合展示、电压数据管理、电压测点管理、告警事件管理及电压报表管理。

1)综合展示。对进行综合供电电压合格率展示。展示可按省公司展示所辖地市综合供电电压合格率、按地市展示测点汇总分布等，并可链接相关数据查询和分析功能。

2)电压数据〔4〕。提供省、地市供电企业等多层次的综合供电电压合格率、分类供电电压合格率查询、历史数据查询、异常数据查询、同比分析、环比分析、时间段分析等电压数据应用功能，满足供电电压监测、统计、考核、分析等要求。公式(1)— (3)列出了电压监测点合格率的计算方法。

3)电压监测点信息。提供各级单位的指标管理、监测装置台账管理、监测装置运行管理、监测装置检验管理、测点台账管理、测点异动管理、装置和测点的台账查询等功能，满足各级用户对装置和测点的维护需要。

4)告警事件。提供电压数据告警事件管理，包括电压数据越限告警、合格率异常告警、数据缺失告警等，提供装置告警事件管理，包括装置流量超标告警、超期未校验告警、停电/上电事件告警等，实现告警事件的汇总统计及查询功能。

5)电压报表。提供省、地市供电企业等单位常规的各种供电电压报表功能，支持报表导出和打印。

国家电网公司运检部每月考核各省及直辖市的供采系统运维状况，包括供采系统的数据接入率、数据自动采集率、数据完整率、监测点有效率以及装置连续接入率，图3为供采系统的应用界面截图。

3.2 运维管理

为了降低电压监测装置运行的故障率，保证每台装置的正常运行，国网湖南省电力公司采取了一系列的办法，确保完成国家电网公司的考核和供采系统的稳定可靠运行。

1)湖南电科院编写了 《国网湖南省电力公司供电电压自动采集系统运行维护管理办法》与《国网湖南省电力公司电压监测装置检验技术要求》，要求各地市公司严格执行规章制度，密切监控电压监测仪的运行状况 (尤其是离线情况)，及时对电压监测装置的故障进行排查和处理，按规定时间间隔对电压监测装置进行周期检验。

2)装置运维情况和监测点电压合格率计入全省每月的电压无功专业工作通报和季度年度同业对标中。对装置运维较好的和电压合格率位于前列的地市公司进行相应奖励并鼓励经验交流，对运维欠佳的以及合格率靠后的地市公司进行通报批评并帮扶整改。

3)湖南电科院根据供采系统试运行期间出现的问题，总结出针对性装置故障排除说明，对各地市公司的相关专责开展了监测装置的日常运维故障排除、调压手段的实例讲解和管理条例的宣贯等培训工作。

4 存在的问题与建议

1)协调管理方面

供采系统的工作涉及部门较多，目前，调控中心负责A类电压监测数据接入、营销部负责B，C类电压监测数据的接入、运检部负责D类电压监测数据接入。4类电压监测点的电压状况密切相关，每一类监测点的电压质量对供电电压整体质量的优化和综合合格率的提升作用都不可小觑。

建议国网湖南省电力公司能针对供采系统尽快构建自上而下的管理体系和职责明细，形成良好的沟通协调处理机制。在接入数据和监测电压的同时，各部门能对发现的问题及时进行分析和协商，采取相应的处理措施。

2)专业技术方面

一是对变电站10 kV母线电压调控意识薄弱；二是电压调控手段没有合理利用〔5〕。例如，有的10 kV配电线路上同时有城市供电负荷和农村供电负荷，变电站为了保证农村用户电器能正常使用，通常将母线电压调高，导致部分城网首端用户电压越上限。此外，某些地区存在配变档位长期未调整的情况，低压无功补偿装置亦缺乏管理和维护。

各地市公司应充分利用已有的调压手段，季节性地对监测点电压进行跟踪调整，尤其是对调压困难的线路应及时提出整改方案，建议涉及电压质量整治的配网建设工程须提供电压监测数据。此外，在电网的规划设计上应有超前意识，规划人员须根据当地电网的监测电压状况、负荷特征和经济发展趋势科学合理地规划电网，做好未来电网的无功电压计算工作，合理配置各种调压设备和无功补偿设备，从源头解决供电电压质量问题。

5 小结

各级供电企业的电压无功专业技术人员可通过供采系统快捷查询到需求数据。通过该系统在生产管理中的应用，大大降低了日常现场实测和统计数据的工作量，同时保证了各类供电电压数据信息的及时性和准确性，提高了供电电压的管理水平和工作效率。该系统为电压无功专业和配网专业的日常运维和数据获取提供了强有力的支撑，进一步提升了公司电压无功管理的精益化水平。

〔1〕国家电网生 〔2009〕133号.国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定 〔S〕.2009.

〔2〕国家电网公司.Q/GDW 1817—2013电压监测仪检验规范〔S〕.北京:中国电力出版社，2013.

〔3〕国家电网公司.Q/GDW 1819—2013电压监测装置技术规范〔S〕.北京:中国电力出版社，2013.

〔4〕GB/T 12325—2008电能质量供电电压偏差 〔S〕.北京:中国标准出版社，2008.

〔5〕中华人民共和国能源部.SD 325—1989电力系统电压和无功电力技术导则 (试行)〔S〕.北京:水利电力出版社，1989.

Construction and application of urban power supply voltage automatic acquisition system

XIANGMeng1，XIE Xiao-qian2，DENGWei1，NING Zhi-hao1
(1.State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China；2.State Grid Hunan Electric Power Corporation，Changsha 410007，China)

Based on analyzing the framework for urban power supply voltage automatic acquisition system of State Grid Hunan Electric Power Corporation，the paper describes the setting principle of voltage monitoring point，the detection procedure for voltagemonitoring device，and the installation，debugging，operation and maintenancemanagement of the system in detail.At the same time，the application situation of the system is analyzed.

power supply voltage；automatic acquisition；voltagemonitoring device；device detection

TV7；TK26

B

1008-0198(2014)06-0031-04

向萌(1988)，女，硕士，助理工程师，主要从事电压无功管理、电力系统仿真分析工作。

谢晓骞 (1983)，男，硕士，工程师，主要从事调度运行分析工作。

邓威(1983)，男，博士，工程师，主要从事电压无功管理、配网专业工作。

宁志毫 (1983)，男，博士，工程师，主要从事电能质量监测、评估及治理、新能源并网测试与评估等工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.06.009

2014-05-06 改回日期:2014-07-10