计量数据传输管理系统在地方电网的应用探析

高新强，安英会

（1.靖西县水利电业有限公司，广西 靖西 533800；2.广西电力职业技术学院，南宁 530007）

计量数据传输管理系统在地方电网的应用探析

高新强1，安英会2

（1.靖西县水利电业有限公司，广西 靖西 533800；2.广西电力职业技术学院，南宁 530007）

线损管理是供电企业日常管理的重要环节，但因各种因素影响，计量数据的准确和完整性有时得不到保障，从而无法采取有效的降损措施。针对该问题，提出应用计量传输管理系统予以解决，就该系统的构架、原理、软件、硬件构成进行了阐述，并将该系统应用于靖西县地方电网，实践表明：系统稳定可靠，能有效提高供电企业的工作效率与准确性，经济效益显著。

计量数据；管理系统；地方电网

居高不下的线损一直是困扰电力行业的难题，而降低线损的前提是获得准确的线损情况，可实际由于用电客户分散、抄表不及时、漏抄估抄、偷逃电、计量设备损坏等原因导致计算出的线损与实际情况存在误差，不准确的线损数据无法准确指导下一步降损措施，即使采取了一定的降损措施，也没有准确的线损数据来验证该措施的正确性和必要性。

而随着经济的发展，全国社会用电量将不断增加，降低线损和减少电量流失成为全国供电企业的共同目标。由于供电企业体系庞大，计量点分散众多，计量设备及供应商多，导致经营管理成本和供电线损较高，其经营管理难点和问题主要体现在：

（1）电网线损不准确：不能精准地获取电量信息导致无法对线损进行经营分析，且不能准确有效地提供降低线损的决策，计量设备巡检维护不及时；

（2）企业用电情况不了解：重点用户不能实时监控，偷、漏、逃电等行为不能及时发现和预防控制；

（3）电量流失不可见：不能根据线路、变电站、台变、专变的变化参数在空载、低负荷以及超载情况下及时有效准确计量；

（4）业务数据不及时：计量点分散众多、计量设备及供应商多等导致时效性差和效率低，数据不准确和不及时。

1 计量传输管理系统概述

计量数据传输管理系统就是在国家电网“智能电网”发展规划前提下，在供电用电现状的背景下应运而生的一个有效提高供电企业经济效益的一个综合解决方案，该方案综合了先进的计量技术、自动控制技术、计算机及网络通信技术，满足国家和行业相关标准，能提升供电企业的安全生产和精细化管理，提供有效的线损策略和措施。

1.1 系统介绍

计量数据传输管理系统是对计量设备、供用电设备及设备供应商等进行科学、合理地集中管理和分析的综合管理平台，为供电企业提供各类有效决策依据和解决方法，提高经济效益和服务水平。

计量数据传输管理系统主要由软硬件两部分组成[1]。硬件设备包括6个部分组成：

（1）计量数据传输管理器（终端）：主要安装在变电站、公共台变、专变等各大计量点或主支干线的计量区域的计量设备和智能开关、无功补偿等计量设备，兼容除机械表外的所有厂家的计量设备，可对计量箱开箱、计量设备异位、电表开盖和电表编程事件监控，有效防止窃电及计量设备巡检维护等；

（2）计量数据采集器：新型的智能数据采集设备，主要实现对分散的计量点的计量数据采集，兼容除机械表外的所有厂家的计量设备；

（3）宽负载智能计量装置：采用扩大采样量程对空载、低载、超载进行精准计量，能有效地防止低负荷漏计量或恶意超负荷窃电；

（4）智能开关：应用于配电网（城网、农网）中，它对6 kV或10 kV架空线路上的柱上开关、分段开关、联络开关等一次设备进行控制操作，从而实现配电网故障定位、故障隔离和自动快速恢复非故障区域供电；

（5）计量设备巡检：实现对计量设备进行有效地巡视维护，防止人为因素不能到场巡检，及时发现设备异常，排除设备隐患，防止设备事故，保证供用电设备安全运行；

（6）其它设备：可接入复合变比电能表、高压计量专变用户三相多功能电能表、多变比互感器调整装置、智能开关、遥控跌落器、无功补偿等供用电设备进行管理。

软件平台主要是计量数据传输管理平台，可选部署在互联网或者供电企业内网，主要由前置机、数据库服务器和应用服务器组成，实现数据采集、预付费管理、远程控制和统计分析等功能。

1.2 计量数据的管理

计量数据集中管理包括计量数据采集及计量相关数据采集两个方面[2]。

系统可以实现对台区用户（含变电站用户、专变用户、发电厂）和居民用户电能数据采集。

系统可实时召测或根据设定的采集时段自动采集各电能表的实时电量、月末零点冻结电量、日零点冻结电量。也可读取三相多功能表失流、失压、编程状态等事件及记录。系统兼容除机械表外的所有电子电能表，支持无线、载波、光纤、脉冲等。同时可对电能表是否正常工作进行监测、最末端供电质量进行监测。

计量数据传输管理器安装于变电站、发电站、台区、专变用户等高低压侧，上端连接计量数据管理平台，下端连接各类计量设备、宽负载智能计量装置、巡检装置及其它设备等，计量数据管理平台通过管理器实现对计量设备的数据采集、管理和控制（见图1）。

图1 功能架构图

计量数据传输管理器实现对变电站、公共台变、发电厂、专变等各计量点或线路主支线的计量区域的计量数据采集。对计量设备箱开关箱进行实时监测，预防开箱动电能表窃电行为进行监控来达到防窃电的效果。对电力设备防盗实时监控，对计量设备进行有效的巡视。

通过一种新型的智能数据采集设备，计量数据采集器对分散的计量点进行计量数据采集，克服了以往人为渗水、时效性差、统计计算工作量大等不足，有助于供电企业科学运作与管理。

计量其它相关数据采集：采集无功补偿电容是否投切数据。采集交流采样装置数据或电压监测仪数据，包含电压、谐波等参数。采集各主干线、支线配网智能开关状态。采集变压器运行状态，通过数据分析系统提供各种分析曲线、数据结果。

1.3 计量数据分析

1.3.1 线损统计分析

（1）线路线损分析：根据线路考核单元供电量和售电量，按月统计线路线损电量、线损率、本月线损率、季度累计线损率、年累计线损率。获取线路线损计划指标，计算出实际线损率与计划指标值的差异值；

（2）台区线损分析：根据台区考核单元供电量和售电量，按月统计台区线损电量、本月线损率、季度累计线损率、年累计线损率。获取台区线损指标，计算出实际线损率与计划指标值的差异值；

（3）分压线损分析：按电压等级，分级统计线路的线损。分压线损统计主要包括高压侧线损和低压侧线损，获取各电压等级线损计划指标，计算出实际线损率与计划指标值的差异值[3]。

1.3.2 用电行为分析

用户的用电数据中隐藏着用户的用电行为习惯，对这些用电数据进行挖掘并研究用户类型，可以帮助电网了解用户的个性化、差异化服务需求，从而进一步拓展服务的深度和广度，为未来的电力需求侧响应政策的制定提供数据支撑。

计量数据传输管理系统实时从现场获得的基础用电数据储存于专用数据库内，将这些数据导入用户用电行为分析模型，即可得出用户的用电行为习惯，对用户进行分类管理，进而提高供电服务质量。

1.3.3 用电量及异常数据分析

包括电能量的查询、统计对比及特性分析等。（1）排名分析：按供电单位展示某时间范围内最大电能量、最小电能量排名前N位的用户数；

（2）统计电能量查询：分供电单位、行业、容量、电压等级等统计日、周、月、年统计电能量数据，支持按照时间进行同比和环比查询；

（3）电能量特性统计：包括电能量峰谷分析、电能量突变分析等。

异常数据分析的项目包括：采集数据异常分析、表计时钟与标准时钟误差分析。采集数据分时电量合计与总电量比较误差异常分析，同一计量点有功和无功数据背离。有功有数而无功无数或相反、计量表箱异动及电子铅封破坏分析、负荷超变压器容量分析、负荷与电量0值分析、同一计量点有功和无功不一致分析、功率电量全为零分析、巡测失败分析、供电时间分析、复位次数分析、功率因数分析等。

1.3.4 反窃电分析

为提高反窃电的水平，系统可以同时采集计量回路和保护回路的电能量、负荷以及电流、电压曲线，比较二者差异，可以很有效的发现用电异常特征，打击窃电行为。

系统根据采集的电能量数据、瞬时量数据以及事件数据，进行自动分析，给出所有异常用电用户的列表，供稽查人员参考。系统可以采用以下方法进行反窃电分析：

（1）有功电能差动越限法：系统在终端装置中建立有功电能量差动组，设定差动组的相关参数，如对比的总加组序号、参照总加组序号、对比时间区间、对比方法标识、相对偏差值、绝对偏差值等，对比的总加组为计量回路计量点，参照总加组为保护回路计量点，当二者曲线变化不一致时，触发有功总电能量差动越限事件，主站接收到事件后，启动故障处理流程，由相关人员进行处理；

（2）表计状态监测法：系统接收终端装置上送的电流回路异常事件、电压回路异常事件、电表故障信息等表计异常事件，启动故障处理流程；

（3）计量箱门开关、电能表电子铅封变位法：利用终端的遥信量采集功能，将计量箱门开关、电能表电子铅封作为终端装置采集的遥信量，当计量箱门开关发生变位时，终端上送状态量变位事件，系统接收到告警事件后，启动故障处理流程；

（4）越限告警法：系统设置终端设备的功率限值、电能量限值等参数，并接收终端上传的视在功率越限事件，启动故障处理流程，由相关人员进行处理；

（5）历史数据比较法：对有窃电嫌疑的用户进行任意两天或最近一周的平均用电历史曲线进行同比和环比分析，寻找用户的窃电特征。

1.4 计量决策的管理

根据计量数据分析判断得出台区、专变、线路和设备及供应商等运营情况进行预警，并给出解决的决策措施，如增加多变比互感器提高计量的精准度、增加智能开关减少大面织停电和定位故障、增加无功补偿设备保证电压质量有效降低线路的有功损耗和增加预付费装置提高电费回收率等。

（1）精准计量：通过系统的用电行为分析提醒报警，给出建议来提高精准计量，如可通过提高电能表的精度等级和互感器之间的匹配，互感器采用多变比互感器；

（2）配网控制与决策：通过对用户末端电压的监测，识别局部配网的供电状态，从而给出建议。如该局部配网是否增加配网设备来实现配电网自动化功能，从而达到对故障识别、隔离、恢复供电及保护；

（3）无功补偿：通过对功率因数、无功功率的分析，系统会自动计算并提醒建议。如新安装无功补偿设备或投切现有无功补偿的补偿量，来保证电压质量，提高用电系统的安全可靠性，而且可有效降低电网的有功损耗，提高经济效益；

（4）设备更换：通过对在线运行设备的状态监测与该设备额定参数的对比分析，提醒是否更换改设备。比如采集变压器运行状态，如温度、油压等参数，通过数据分析建议是否更换变压器；

（5）设备防盗：系统对用电用户情况及地理信息等数据分析，提出是否对配电设备和计量设备的采集监控的建议，以达到防止偷配电设备影响电网安全和窃电。通过在设备安装防盗传感器来判断非法入侵以及各类环境参数，通过报警终端进行现场声光告警，同时将警情通过无线网络传输到监控中心和相关值班人员手机，可以很好地解决设备被盗的问题。

2 系统在地方电网的应用

近两年来，经与广州极越电子合作，将该系统应用于靖西县地方电网。系统已应用于靖西县28个变电站126条10 kV线路关口表、全部专线用户计费表、13个小水电发电厂上网计量表、县城区160个公变总表、居民用电户10 000多个计费表。

计量数据传输管理系统为供电企业降低线损提供数据依据，有力支持电费核算、电费回收、用电监察和线损分析等功能，提供有效的线损策略和措施，提高供电企业管理水平和经济效益。

实践效果：2014年全县综合线损率4.67%，同比下降0.1个百分点；2015年累计综合线损率为4.36%，与去年同期比下降0.41个百分点。2015年累计电费回收率99.87%，同比上升1.01%。经济效益方面，按照2014年全年9.32亿供电量计算，取得了600万左右的经济效益，2015年将预计取得850万左右的经济效益。

管理效益也获得了较大提升：实现了全自动采集数据，彻底替代了传统集抄模式和人工抄表模式，数据完整、准确、高效。实现了电量数据与营销系统的无缝接入，使核收工作方便快捷。实现了宽量程追计电量，减少电量流失，提高经济效益。实现了对供用电行为分析，有效防止窃电，达到精细化用电管理。更好地进行线损统计分析，提供有效的线损策略和措施，提高管理水平和经济效益。实现对设备的检定和使用情况分析，对计量设备进行有效的巡视维护。

3 结语

降低线损和减少电量流失是供电企业的管理的重要环节，但由于供电企业体系庞大，计量点分散众多，产品多样性，因此计量数据的准确获得就显得非常重要。

计量数据传输管理系统能够有效解决地方电网计量管理中存在的问题，适用于城乡电网的计量信息采集与计量设备管理，将分散的计量点和计量设备统一进行数据采集、管理和分析，以一种新的服务方式成为现有计量方式的补充和扩展。

经实践检验，系统性价比高，稳定可靠，提高了供电企业的工作效率与准确性，有助于进一步借助信息化技术能够更好地对人力、设备、材料以及各项资源进行计划和控制，提升供电企业的安全生产和精细化管，提供有效的线损策略和措施，提高管理水平和经济效益。

[1] 舒 毅，欧阳春.基于GPRS网络的无线抄表系统[J].移动通信，2008（11）：34-36.

[2] 石庆春，马 锐.远程抄表系统在电力管理上的应用[J].农业科技与装备，2010（4）：71-72.

[3]Q/CSG21001-2008，线损四分管理标准[S].

（责任编辑：周 群）

Application of measurement data transmission management system in local power grid

GAO Xin-qiang1,AN Ying-hui2
（1.Jingxi Water Resources&Electric Power Group Co.Ltd,Jingxi 533800,China;2.Guangxi Electrical Polytechnic Institute,Nanning 530007,China）

Line loss management is an important link of daily management of power supply enterprise.However,ac⁃curacy and integrity of measurement data sometimes is not guaranteed due to various factors,which prevents effec⁃tive loss reduction measures.In view of this problem,the measurement data transmission management system is put forward.An introduction was made on the framework,theory,software and hardware.This system had been applied in local power grid of Jingxi County.Application results show this system is stable and reliable,capable of improv⁃ing work efficiency and accuracy of power supply enterprise with significant economic benefits.

Measurement data;management system;local power grid

TM764

B

1003-1510（2016）01-0063-04

2015-11-30

高新强（1981-），男，安徽涡阳人，现任靖西县水利电业有限公司高级工程师，硕士，主要从事电力企业生产管理工作。