一種電能質量集中監控與輔助管理決策支持系統的製作方法
2023-12-09 17:52:46
專利名稱：一種電能質量集中監控與輔助管理決策支持系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於電力系統管理領域，具體涉及一種電能質量集中監控與輔助管理決策支持系統。
背景技術：
現有在配電網規劃、設計、建設和生產維護中，採用多種技術和管理手段來解決電能質量問題，技術上主要採用有載調壓主變、線路調壓器、各類無功補償裝置、諧波治理裝置等；管理上主要加強電壓無功管理、建立健全電壓監測網絡、完善用戶電能質量投訴流程管理等。這些手段和方法大都是採用單點應用和經驗管理為主，在一定程度上解決了部分電能質量問題，但由於中低壓配電網的自動化、信息化程度與高壓輸電網絡相比偏低，主要依靠人工監測、定期巡視和用戶投訴等途徑掌握電能質量情況，無法保證對電能治理問題掌控的及時性和準確性。電能質量的監測與治理是一個系統性工程，儘管部分地區通過配置具有無線上傳功能的電壓監測儀、諧波監測裝置等進行專門的電能質量監控，但由於投入的設備多，需要專門的監控和通信設備，導致系統處於孤立和部分監控狀態，沒有進行有機的整合區域配電網中已有自動化、監測或採集系統中相關電能質量監測數據與信息，無法實現對區域電網電能質量綜合分析和協調控制，形成電能質量輔助管理決策支持，達不到對區域配電網電能質量協同監控和決策支持的目的。
發明內容
為克服上述缺陷，本發明提供了一種電能質量集中監控與輔助管理決策支持系統，採取有針對性的管理措施和技術措施，全面實施電能質量治理以及配電網規劃、設計與建設改造，有效提高電力服務水平和服務質量。為實現上述目的，本發明提供一種電能質量集中監控與輔助管理決策支持系統， 其包括相互進行信號傳輸的數據層和現場層，其改進之處在於，所述系統包括與所述數據層進行信號傳輸的應用層。本發明提供的優選技術方案中，所述應用層包括並列設置的電能質量監測單元、 電能質量分析單元、電能質量治理單元和輔助決策支持單元。本發明提供的第二優選技術方案中，所述數據層包括統一數據採集單元以及並列設置的自動化系統1、自動化系統2、檢測系統1、檢測系統2和信息採集系統；所述自動化系統1、所述自動化系統2、所述檢測系統1、所述檢測系統2和所述信息採集系統分別與所述統一數據採集單元相互通信；所述統一數據採集單元接收所述應用層的控制命令並向所述應用層傳遞數據。本發明提供的第三優選技術方案中，所述現場層包括並列設置的中低壓配電網電能質量監測設備和與所述統一數據採集單元連接的電能質量監控裝置；所述中低壓配電網電能質量監測設備分別與所述自動化系統1、所述自動化系統2、所述檢測系統1、所述檢測
3系統2和所述信息採集系統進行數據信號通信。本發明提供的第四優選技術方案中，所述中低壓配電網電能質量監測設備包括依次連接的變電站、中壓線路、配電臺區和低壓用戶。本發明提供的第五優選技術方案中，所述統一數據採集單元包括並列設置的實時資料庫和歷史資料庫；所述統一數據採集單元將接收到的數據上傳至所述實時資料庫和所述歷史資料庫。本發明提供的第六優選技術方案中，所述電能質量監控裝置包括依次設置的電壓監控系統、用戶用電信息單元、原有集抄系統、原有負控系統、調度自動化系統、配網自動化系統以及其他監控系統；所述電壓監控系統、所述用戶用電信息單元、所述原有集抄系統、 所述原有負控系統、所述調度自動化系統、所述配網自動化系統以及所述其他監控系統分別通過通信接口與所述統一數據採集單元連接。本發明提供的第七優選技術方案中，所述電能質量監測包括並列設置的綜合實時監測模塊、電壓監測模塊、電流監測模塊、功率監測模塊、功率因數監測模塊、三相不平衡監測模塊和頻率監測模塊。本發明提供的第八優選技術方案中，所述電能質量分析單元包括並列設置的電壓合格率模塊、三相負荷不平衡度模塊、功率因數指標模塊和諧波模塊。本發明提供的第九優選技術方案中，所述電壓質量治理單元包括並列設置的在線仿真模塊、電壓治理模塊和標準查詢模塊。本發明提供的第十優選技術方案中，所述輔助決策支持單元包括並列設置的電網結構優化模塊、設備優化配置模塊和運行調控模塊。與現有技術比，本發明提供的一種電能質量集中監控與輔助管理決策支持系統， 基於目前先進的通信和自動化技術應用，實現對區域變電站、中壓線路、配電臺區、低壓用戶等各個層面的電能質量監測和控制；通過與相關已有或新建的自動化系統和監測裝置的通信接口設計，充分發揮自動化系統、監測裝置以及電能質量治理設備的功能；在統一數據採集的基礎上，對電能質量的相關實時和歷史數據實施深度挖掘與分析，依據輔助管理決策支持功能，採取有針對性的管理措施和技術措施，全面實施電能質量治理以及配電網規劃、設計與建設改造，有效提高電力服務水平和服務質量；而且系統採用先進的採集和通信構架，尤其是全景監視和分析的體系構架，具有完備的基礎數據，利用完整的透明數據匯聚總線，達到相關系統間數據的跨區匯聚，為全系統角度和精準治理提供完備的基礎數據；標準化統一建模，基於CIM/CIS標準，全配電網絡統一數據建模、統一命名規則、並基於形成統一完整模型完成全局網絡分析，為治理和決策提供系統電網模型支持；再者，具有開放性，基於此系統平臺可以外延將來智能電網的各種新型的應用；適應性智能決策庫，開放的決策支持庫設計，具備固定分析模型和人工智慧模型的構建能力，可形成統一分析和個性化分析的結合，有利於應對適應性分析場合；實現決策和治理相結合，不僅僅是單一治理， 強化了決策分析支持功能，為決策的執行和驗證提供平臺，有效提升對區域電網電能質量的管理與決策能力和效率。
圖1為電能質量監控與輔助管理決策支持系統的結構示意圖。
圖2為現場層結構示意圖。圖3為電能質量監控數據傳輸邏輯示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，電能質量監控與輔助管理決策支持系統功能框架涵蓋現場層、數據層、應用層三個層級，現場層主要包括變電站、中壓線路、配電臺區、低壓用戶以及其他電能質量相關監測與治理設備；數據層主要是指通過調度自動化、配網自動化、臺區監測、用戶用電信息採集或集抄系統以及電能質量相關監測系統等進行統一數據採集；應用層是基於統一數據採集，實現電能質量監測、電能質量分析、電能質量治理和輔助決策支持等高級應用功能。本系統主要包含4個高級應用功能模塊電能質量監測主要具有綜合實時監測、 電壓監測、電流監測、功率監測、功率因數監測、三相不平衡監測、頻率監測等功能；電能質量分析具有電壓合格率、三相負荷不平衡度、功率因數指標、諧波等分別按照時間日、月、年以及變電站、線路、臺區等統計分析功能；電壓質量治理具有在線仿真、電壓治理和標準查詢等功能；輔助決策支持具有電網結構優化、設備優化配置和運行調控等功能。如圖2所示，電能質量監控與輔助管理決策支持系統對配電網電能質量的監控覆蓋四個層級，即變電站層、中壓線路層、配電臺區層和低壓用戶層。變電站層的監控點主要有RTU (遠程終端單元)、VQC (電壓無功控制單元)等；中壓線路層主要包括FTU (饋線遠方終端)、DTU(數據傳輸終端)及其他電能質量治理或監測裝置等；配電臺區層主要包括無功補償裝置、TTU(配變監測終端)、智能配變終端等；低壓用戶層包括智能電錶、電能質量監測裝置(電壓監測儀)等。如圖3所示，電能質量監控數據由電能質量監控與輔助管理決策支持系統的統一數據採集模塊通過通信接口從電能質量相關監測系統，如電壓監測系統、用戶用電信息採集、原有採集系統、原有負控系統、調度自動化系統、配網自動化系統或其他新建的監測系統等抽取電能質量相關數據，上傳至實時和歷史資料庫，應用於平臺系統的電能質量分析、 電壓治理以及輔助決策支持模塊，應用模塊也可根據分析決策結果將下行控制命令通過送至相關系統參照執行，並將控制完成的確認指令返回。實施例可以採用在縣供電企業部署電能質量監控與輔助管理決策支持系統，在原機房或新建機房部署該系統採集前置機、應用伺服器、資料庫伺服器和維護工作站。縣供電企業、 供電所各級終端用戶可通過C/S、B/S兩種模式實現操作和瀏覽等功能。縣供電企業可以將新建的智能配電臺區、專變用戶、公變及下屬用戶用電信息以及已有的調度自動化系統、配電自動化系統、集抄系統、電壓監測系統等系統，通過通信接口實現數據抽取與上傳，形成電能質量監控與輔助管理決策支持系統實時或歷史資料庫，滿足對縣供電企業電能質量實施監測、分析決策與控制等高級應用功能。需要聲明的是，本發明內容及具體實施方式
意在證明本發明所提供技術方案的實際應用，不應解釋為對本發明保護範圍的限定。本領域技術人員在本發明的精神和原理啟發下，可作各種修改、等同替換、或改進。但這些變更或修改均在申請待批的保護範圍內。
權利要求
1.一種電能質量集中監控與輔助管理決策支持系統，其包括相互進行信號傳輸的數據層和現場層，其特徵在於，所述系統包括與所述數據層進行信號傳輸的應用層。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述應用層包括並列設置的電能質量監測單元、電能質量分析單元、電能質量治理單元和輔助決策支持單元。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述數據層包括統一數據採集單元以及並列設置的自動化系統1、自動化系統2、檢測系統1、檢測系統2和信息採集系統；所述自動化系統1、所述自動化系統2、所述檢測系統1、所述檢測系統2和所述信息採集系統分別與所述統一數據採集單元相互通信；所述統一數據採集單元接收所述應用層的控制命令並向所述應用層傳遞數據。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述現場層包括並列設置的中低壓配電網電能質量監測設備和與所述統一數據採集單元連接的電能質量監控裝置；所述中低壓配電網電能質量監測設備分別與所述自動化系統1、所述自動化系統2、所述檢測系統1、所述檢測系統2和所述信息採集系統進行數據信號通信。
5.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述中低壓配電網電能質量監測設備包括依次連接的變電站、中壓線路、配電臺區和低壓用戶。
6.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述統一數據採集單元包括並列設置的實時資料庫和歷史資料庫；所述統一數據採集單元將接收到的數據上傳至所述實時資料庫和所述歷史資料庫。
7.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述電能質量監控裝置包括依次設置的電壓監控系統、用戶用電信息單元、原有集抄系統、原有負控系統、調度自動化系統、配網自動化系統以及其他監控系統；所述電壓監控系統、所述用戶用電信息單元、所述原有集抄系統、所述原有負控系統、所述調度自動化系統、所述配網自動化系統以及所述其他監控系統分別通過通信接口與所述統一數據採集單元連接。
8.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述電能質量監測包括並列設置的綜合實時監測模塊、電壓監測模塊、電流監測模塊、功率監測模塊、功率因數監測模塊、三相不平衡監測模塊和頻率監測模塊。
9.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述電能質量分析單元包括並列設置的電壓合格率模塊、三相負荷不平衡度模塊、功率因數指標模塊和諧波模塊。
10.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述電壓質量治理單元包括並列設置的在線仿真模塊、電壓治理模塊和標準查詢模塊。
11.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述輔助決策支持單元包括並列設置的電網結構優化模塊、設備優化配置模塊和運行調控模塊。
全文摘要
本發明提供了一種電能質量集中監控與輔助管理決策支持系統，其包括相互進行信號傳輸的數據層和現場層，所述系統包括與所述數據層進行信號傳輸的應用層。本發明提供的電能質量監控與輔助管理決策支持系統，採取有針對性的管理措施和技術措施，全面實施電能質量治理以及配電網規劃、設計與建設改造，有效提高電力服務水平和服務質量。
文檔編號H02J3/00GK102545212SQ20121000583
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者唐建崗, 宋祺鵬, 方恆福, 李運碩, 段祥駿, 王金麗, 王金宇, 盛萬興 申請人:中國電力科學研究院