智能终端数据接入配电网调度技术支持系统的方法及应用

赵 新,张弼弛

(国网松原供电公司,吉林 松原 138000)

0 引言

随着电网建设的不断深入,配电网的网架结构不断趋于合理,但是对于配电网终端设备的监测方法却缺乏有力支撑,为实现现有的自动化系统数据的互联互通,有效地利用基础数据,实现配电线路已有装置的深度挖掘和利用[1]。2018年国家电网公司全面推进配电网自动化图模系统,国网松原供电公司建成了省内第一家调配一体化平台,并完成了松原地区市区99条、农网401条10 kV配电网线路图模的建设工作,但是由于现场没有配电终端采集装置,导致配电变压器运行数据无法自动监测[2]。造成配电网自动化图模系统无法起到指挥平台的作用,所以急需将D5000平台下的配电网自动化图模进行激活,解决这种配电网的“盲指”现状,可以有效降低配电网运行故障率,提高配电网运营效率,提升配电网状态感知能力。

1 智能终端数据接入

1.1 接入架构

1) 外网服务器数据文件(cime-e)的生成,并定时传送至松原生产控制大区Ⅰ区前置服务器。

2) 生产控制大区Ⅰ区对文件进行解析,并与现场智能设备对应,匹配有效数据。

3) 保证智能设备回传数据的连续性、及时性。

1.2 系统架构

智能隔离装置通过虚拟专用网络(virtual private network,VPN)无线通道进行配电网运行实时数据传输,为了便于运检部统一管理、统一维护,实现配电网线路“可观、可测”的目标,现拟将354台智能终端数据接入配电网自动化系统平台,从而建立安全配电网数据中心,实现统一、安全接入。

现场柱上智能开关设备通过移动接入点(access point name,APN)专网进行传输,国网松原供电公司在外网服务器前部署入口防火墙,保证数据安全,再经过纵向加密装置的加解密,通过电网专线接入局内公网前置服务器,将非标准的协议转换为标准104协议数据,并且生成e文件,接着通过反向隔离装置将e文件传输到内网前置服务器,将e文件解析为标准104报文推送至配电网服务器,将实时数据传输至配电网自动化系统平台,具体数据传输流程见图1。

图1 数据传输流程

2 数据传输与解析

2.1 数据传输方式

本项目采用e文件传输方式[3]。Webservice跨区传输方式需要调整系统结构,而国网松原供电公司现有的系统硬件水平不足以满足应用条件,运用Webservice传输方式会导致现有应用系统运行压力大,所以结合系统应用实际,为了避免对用电采集系统产生额外运行压力,在满足安全防护要求的条件下,采用e文件转发方式,实现多源数据的安全接入。

2.2 数据文件解析

1) 实现智能终端协议数据转换为标准104协议数据;智能终端有自定义协议以及非标准104协议,通过无线通道传输数据,需要将自定义协议以及非标准104协议传输的遥测、遥信等数据通过解析,依托104点表信息,然后根据标准104协议格式转换为标准104协议,以供D5000系统可识别。

2) 完成标准104数据的e文件封装以及解析;依托e文件的数据格式,并且结合D5000系统的要求,将标准的104协议数据封装为e文件,e文件通过反向隔离装置进入内网之后,通过将e文件解析为标准104协议数据推送至D5000系统前置机,接入配电自动化系统。

3) 实现智能终端数据接入D5000系统前置服务;外网APN安全通道数据传输、防火墙安全数据防护、反向隔离e文件内网推送。

3 实现的功能

国网松原供电公司现有10 kV配电线路426条,分支线路4 746条,柱上智能开关354台,智能开关数据信息以安全接入区模式接入配电网调度技术支持系统,实现对354台智能开关的数据监测。经过各项测试,数据转发系统在功能上达到了预定目标,通过对现有智能设备数据深度挖掘利用,包括地域区分、配电网线路故障统计,实时电流监测,月度最大负荷统计、停电时长统计等。

3.1 运行情况监测

实时监测电流、电压、开关状态等,平台可以实现遥信及遥测功能,5 min进行1次数据遥测,这些数据在平台内进行储存,可以存储1年的数据,数据可展示为曲线形式和列表形式,曲线形式可直观地看到1天线路负荷的走势,列表形式数据统计可辅助线路故障分析。

3.2 故障隔离与告警

当线路发生短路故障时,通过手机短信把故障相别、故障类型及故障时间快速推送给运行维护人员,进行实时告警,运行维护人员可以通过短信提示主动快速处理故障,极大缩短了故障处理时间;当线路发生接地故障时,通过短信提示,运行维护人员拉开接地线路分段开关进行巡线,同时恢复非故障区段的供电,大大提升供电可靠性。该功能提高了专业部门在状态监测、故障研判及预警过程中的工作效率,使抢修过程化被动等待为主动出击。

3.3 故障查询

可展示1个月内线路故障次数,点击故障摘要,平台会自动弹出相应的拓扑图。故障查询功能可记忆1年的故障数据,可为线路的管理以及建设提供依据。

3.4 报表统计

报表统计功能可展示本月此条线路各相最大电流值、平均电流值、停电时长以及供电可靠率,方便对10 kV配电网线路数据的统计。建设统一数据管理平台,为接入配调图模系统做好充足的数据准备,解决目前对10 kV线路盲调的难题,同时提升配电网自动化水平。

4 应用成效

4.1 应用情况

国网松原供电公司10 kV配电网线路共有智能终端354台,覆盖91条线路,设备在线率98%,智能终端装置为基层人员提供了电网运行实时数据,解决了基层人员在实际生产与管理过程中遇到的问题。调度人员经过对现有智能设备的深度挖掘,在不增加硬件投资的前提下,实时掌握线路的运行情况,配合基层人员进行故障分析、故障处理,故障处理时限由平均2.5 h缩短为1 h,极大地提高了配电网供电可靠性,缩短了抢修时长。2021年县公司配电网修理票数量同比有较大上升,同比增长11 668张,安全责任得到有效落实。抢修票、报修票对应一致率,由一季度的94.6%提升到二季度的99.2%,小型分散作业规范性得到进一步加强。

4.2 管理效益

通过对现有配电网智能终端设备数据的综合利用,能够快速感知配电网线路的运行情况,对线路实际运行情况进行及时掌握,给调度以及管理人员提供可视数据,在分析故障问题时,能够提供有效数据支撑,解决目前的“盲调”难题,甚至通过记忆数据在线路改造过程中提供必要的理论依据。

5 结束语

智能终端数据接入配电网调度技术支持系统的方法与应用实现了智能终端的数据监测与展示,充分发挥了现有数据价值,该系统实现管理和技术方法的创新突破,扩大配电网设备监测信息覆盖面,通过大数据共享,打破了专业间的界限,解决了生产专业的实际需求,提升了配电网的精益化管理水平[4]。国网松原供电公司应用此方法,为配电网的安全生产工作提供了有利的依据。目前国网松原供电公司配电网调度技术支持系统建设与扩展应用成果已在五县一区成功上线应用,该成果已形成信息跨区传输及模块设计专业规范,具有通用性、可移植性。