电网智能台区综合控制系统建设研究

李文涛

摘要：随着农网改造工程的继续进行和智能电网技术的开发研究，智能台区得到关注及应用。针对农村“低电压”、台区线损高、台区三相不平衡严重等问题，建立一个全面数字化的低压智能台区管理系统，为电网的可靠、经济、稳定运行提供了保障。

关键词：智能台区；综合控制；变电站；GIS

中图分类号：TM421 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）08-0033-02

为了实现与国家电网公司提出的智能电网建设标准相接近，对智能台区的研究和应用具有非常重要的技术价值和现实意义。智能台区系统通过先进的计算机技术及通讯技术，辅之以一定的硬件设备，帮助企业建立一个台区综合监测平台，积累大量的监测数据；并结合低压GIS实现对台区的低电压综合分析、线损分相计算与分析、综合降损自动分析、单相负荷接入相别分析、三相不平衡分析等高级功能，帮助实现台区精益化及智能化管理。系统还可以兼容台区综合控制器，使原本彼此之间没有通讯独立运行的设备之间不再孤立，而是一个各部分协同发挥最大作用的有机整体，避免台区设备叠加作用。

1 总体思路

针对农村“低电压”、台区线损高、台区三相不平衡严重等问题，需要建立一个全面数字化的低压智能台区管理系统。而要实现智能台区管理就需要对低压台区运行状况进行综合监测，首先要实现的就是对台区基础数据和运行数据的全面、详细、实时的采集，然后利用运行数据和基础数据，对台区运行状况进行有效的、全面的、深入的分析，之后再依据分析结果对低压台区存在的问题进行综合治理，从而提高低压台区的综合管理水平。

项目研究思路如下：1） 研究线损分相线理论计算，模拟计算降损方案降低线损的幅度；2） 结合大量的监测数据，完成低压台区“低电压”状态多种并存条件的综合智能分析，找到导致“低电压”的根本原因，并给出合理的调压建议；3） 从三相不平衡产生的原因及接线方式影响线损的程度来建立负荷管理模型，为业扩报装、三相不平衡调整提供依据；4） 实现“台区—低压线路—低压用户”综合管理。

2 系统最终目标

智能台区综合控制系统的建立是电网发展的必然，其目标是改善用户电压质量，实现低压台区的高度监测及控制，将“台区”“低压线路”“低压用户”这3个环节统一规划、统一建设，实现对低压台区各项业务的综合管理，提高用户满意度及服务社会主义新农村建设的供电能力。

智能台区综合控制系统旨在解决目前低压电网存在的如下问题：1） 随着生活水平的改善，居民用电量增多，其所占总负荷的比例增加，同时对电能质量的要求也越来越高，导致个别台区在用电高峰区间的电压值偏低，影响正常的用电需求。2） 供电公司在进行电网建设和改造的过程中，对居民用电情况、负荷分布情况及三相不平衡情况要尽量做到准确，即进行科学的规划，保证电能质量。3） 低电压网络由于其用户分散，网络损耗及台区损耗都比较大，要求对线损的计算更加精细化。4） 将台区独立运行的设备统一管理、综合分析，找到台区的问题所在。

3 系统硬件设备

智能台区综合控制系统可兼容管理的硬件设备有：台区综合控制器（具备数据上传及通讯功能），电能表及电表集中器（具备数据上传及通讯功能），有载调压/调容变压器（具备数据上传及通讯功能），无功补偿装置（具备数据上传及通讯功能），三相不平衡调整装置（具备数据上传及通讯功能），电压监测仪。

4 系统基本功能

1） 基础服务及数据展示。此项功能主要是系统的整體框架结构设计，通过不同的界面完成数据的展现、告警、监测等过程，或者通过图形、表格、曲线表示出来并进行统计分析。

2） 高级分析。在基础数据的层面上，进一步对大量的实时数据完成相关的功能及过程分析，包括低电压情况、网络损耗等。

5 关键技术支撑

1） 实现了三相四线制分相线计算理论线损及线路上的电压降计算。

2） 通过智能分析方法，准确提供三相不平衡情况下单相负荷调相方案，为低电压改造及业扩等工程提供智能化管理的理论基础。

3） 仿真模拟计算各种降损优化方案（如更换导线、三相不平衡调整、调变压器分接头、无功投切等方案）对线损及变损的影响，为工程实施提供优选方案。

6 系统结构

系统总体结构如图1所示。

7 辽阳县供电分公司项目应用情况

辽阳县在落实国网公司《关于综合治理农村“低电压”问题的工作意见》要求的大环境下，共改造了32个台区，侧重于“低电压”治理。

7.1 硬件设备组成

硬件设备包括：开放了电压监测功能的电能表及集中器，无功补偿自动投切装置，三相不平衡调整自动投切装置，电压监测仪。系统功能分配如图2所示。

7.2 项目应用效果

项目取得如下成效：1） “低电压”现象有了显著改善，最低电压由155 V提高到210 V，综合供电电压合格率≥98%，D类电压合格率≥96%。2） 32个试点台区内所有用户智能监测电表更换率达到100%。3） 用户电压循环采集率达到了100%。4） “低电压”情况的投诉事件减少。5） 建立了电压监测平台，完成了32个台区电压综合监测的全面覆盖。6） 建立了低压台区的GIS数据库，为综合管理与分析“低电压”情况提供了数据基础。

8 结语

总体来说，智能台区综合控制系统完成了对“低电压”数据库的建设与分析，并辅助以低电压报警记录，实现对地点和时间的记录，并能够对低电压做进一步的分析，为整改意见及措施提供可靠的数据支持。

参考文献

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[3] 汪熙珍.浅谈数字化变电站电气二次架构设计[J].四川电力技术，2009，32（3）：68-70.

Abstract： Along with the continuation of upgrading of rural power grid project and development and research on intelligent grid， intelligent area has been paid attention to and applied. To the problems such as "low voltage" in rural areas， high area line loss and the area serious unbalanced three-phase， a intelligent area management system with total digitalization in low voltage was established. The system provided guarantee that the grid operated reliably， economically and stably.

Key words： intelligent area； integrated control； transformer substation； GIS