基于售电模式区域能源互联网的研究

李建伟　汪俊静　陈永信

摘 要：能源互联网综合管控服务系统整合当前电力公司营销系统、用电信息采集系统、多渠道缴费管理系统、低压配电检测、客服等系统，打造一套针对新型售电公司的能源互联网综合管控服务平台，实现既简单又规范的营销、配电、需求侧管理、采集及售电与一体的系统平台。能源互联网综合管控服务系统实现了电力营配用工作的移动化办公，充分共享了用电数据。通过建立电力数据中心，实现营配用业务移动化，提高了工作效率和管理水平；通过为用电客户提供全方位、多元化的服务，有利于提高售电公司的市场竞争力，树立良好的企业形象；通过对营配用业务全过程进行全面、有效的质量控制和管理，能实时查询营配用信息，对重点客户电力消费加强监控，及时、准确地掌握所属区域的电力消费市场状况和企业电力总体情况，为制定电力营配用策略提供科学的依据

基本功能包括数据全覆盖采集系统、实时监测控制系统、数据统计分析、人机交互与展示。

关键词：售电模式；能源互联网

1数据采集

数据采集系统支持电力调度网络、电力数据通信网、无线GPRS网络进行等多种数据采集通信方式，支持规约、文本、数据库接口等多种数据采集方式。

数据采集系统通过各类数据接口采集园区配电网信息、分布式电源信息、EMS调控信息、数值气象信息、电度量数据、电动汽车充电桩数据等。具体数据采集如下：

园区配电网信息采集：采集电网电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、发电量等模拟量信息。采集开关状态、事故跳间信号、保护动作信号、异常信号、开关储能信号等状态量的信息。采集电压、频率、谐波、功率因数等电能质量参数。

分布式電源并网点：采集电源接入点电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、发电量等模拟量信息。采集开关状态、事故跳间信号、保护动作信号、异常信号、开关储能信号等状态量的信息。采集电压、频率、谐波、功率因数等电能质量参数。

EMS调控信息：本系统可实现调度部口向各电站发送的下行调控AGC/AVC信息的采集与转发。

数值气象信息：系统采集的数值气象信息数据。

电度量数据采集：日发电量、月发电量、年发电量、累计发电量、累积C02减排量。

电动汽车充电桩数据采集：充电电压、充电电流、充电功率、充电记录。充电桩运行工况及告警信息。

數据处理具备模拟量处理、状态量处理、非实测数据处理、数据质量码、平衡率计算、计算及统计等功能。

模拟量处理应能处理一次设备（馈线段、母线、开关等）的有功、无功、电流、电压值等模拟量；对模拟量的处理应实现以下功能：提供数据有效性检查和数据过滤；提供零漂处理功能，且模拟量的零漂参数可设置；提供限值检查功能，并支持不同时段使用不同限值；提供数据变化率的限值检查功能，当模拟量在指定时间段内的变化超过指定阀值时，给出告警；支持人工输入数据；可以自动设置数据质量标签；按用户要求定义并统计某些量的实时最大值、最小值和平均值，以及发生的时间；可支持量测数据变化采样；进行工程单位转换。支持终端历史数据、故障录波、故障事件、日志文件、相磁场强度等解析。支持对终端运行参数的处理。支持对终端上送的电压越限、负荷越限等告警量处理。

状态量处理应能处理包括开关位置、隔离刀闸、接地刀闸位置、保护状态以及远方控制投退信号等其他各种信号量在内的状态量。状态量的处理应完成以下功能：状态量用1位二进制数表示，1表示合闸（动作/投入），0表示分闸（复归/退出）；支持双位遥信处理，对非法状态可做可疑标识；支持误遥信处理，对抖动遥信的状态做可疑标识；支持检修状态处理，对状态为检修的遥信变化不做报警；支持人工设定状态量；所有人工设置的状态量应能自动列表显示，并能调出相应接线图；支持保护信号的动作计时处理，当保护动作后一段时间内未复归，则报超时告警；支持保护信号的动作计次处理，当一段时间内保护动作次数超过限值，则报超次告警。

非实测数据可由人工输入也可由计算得到，以质量码标注，并与实测数据具备相同的数据处理功能。

应对所有模拟量和状态量配置数据质量码，以反映数据的质量状况。图形界面应能根据数据质量码以相应的颜色显示数据。计算量的数据质量码由相关计算元素的质量码获得。数据质量码至少应包括以下类别：未初始化数据；不合理数据；计算数据；实测数据；采集中断数据；人工数据；坏数据；可疑数据；采集闭锁数据；控制闭锁数据；替代数据；不刷新数据；越限数据。

统计计算功能支持统计计算，应能根据调度运行的需要，对各类数据进行统计、具备灵活定制计算公式，提供统计结果，主要的统计功能应包括：数值统计：包括最大值、最小值、平均值、总加值、三相不平衡率，统计时段包括年、月、日、时等；极值统计：包括极大值、极小值，统计时段包括年、月、日、时等；次数统计：包括开关变位次数、保护动作次数、遥控次数、馈线故障处理启动次数等。

2实时监测控制系统

系统通过数据接口获取的园区内各个电站电气信息、运行信息、电能质量、发电功率、发电量、实测气象等数据，通过人机界面实现对全网发电信息的监视，全网/单站光伏发电信息监视，调度运行管理人员可以实时掌握区域全网、各电站、并网点的运行情况，包括当前有功功率、无功功率、发电量、并离网状态、发电设备的运行状态等。通过监控平台可以远程控制高低压断路器的断开和闭合，和调度相配合实现AGC/AVC调节，控制光伏逆变器的输出，风机的输出功率，以及对可控负荷实时增减。

系统监视数据按照“源-网-荷-储”不同形式进行分类，“源”主要分布式风电和分布式光伏，通过系统数据获取的数据有设备地理位置、设备参数和运行数据。设备地理位置包括源地址，发电并网连接点位置；设备参数包括风机、光伏所有权登记、经营权等级、风机数量、逆变器数量、单台风机容量、逆变器下光伏组件容量、风机启停及其调节响应特性、逆变器调节响应特性等；运行数据包括并网点电能质量、并网点电压、电流、功率、功率因数、风机当前发电量、风机当前最大发电量、风机当前经济调度参数、风机工作状态、报警信息、保护动作信息、发电量计量信息风机设备操作权限、设备环境信息。

3数据统计分析

系统具有常规运算和统计计算功能，根据用户指定的方法进行统计计算，对各种数据进行年、月、日及用户定义的任意时段的各种统计计算，能够对历史功率数据、历史气象数据、数值天气预报数据、新能源发电设备运行数据等进行统计，所有统计数据可生成相应报表，实时查询及分时段统计查询，并提供统计数据功能。

数据统计分析主要应用在线损分析。

营配数据贯通应用“线-变-表”对应关系及用电信息采集信息，建立基于供售电量平衡的同期线损精益化管理及异常预警排查机制，通过构建一体化电量及线损系统“四分”计算模型，分区、分压、分线、分臺区实时计算线损，实现线损由结果管理向过程管控的转变，辅助校验（站-线-变-户）关系准确性，支撑查找反窃电、电能表故障，分析電压、无功等线损关键因素的薄弱环节，促进电网管理。

线损的管理主要分为两大块，一是线损计算，二是降低线损的分析。线损计算是线损分析的基础，线损计算的准确性和有效性直接决定了线损分析的最终有效率。

营配数据贯通最终实现“营配数据一张图”，在区域能源管控系统中实现了电网设备拓扑关系和台账的统一管理，同时实现和营销系统数据的关联，实现了对电网资源的完整性、一致性、准确性和及时性的管理。为线损计算分析提供了真实可靠的数据。

基于营配贯通的线损实用化分析和应用，实现了线损的精益化管理要求：

3.1线损可视化展示

利用区域能源管控系统中三维GIS平台的资源，结合用电信息采集数据，可视化的展示了线损的线性走势。

3.2实现线损分析及时准确

通过区域能源管控系统，结合三维GIS系统及营销系统数据的贯通和相互调用，实现了电网设备拓扑关系和台账信息的联动，避免了设备异动对线损分析的影响。

3.3线损与营配贯通协同应用

通过线损波动检测手段，对合格的考核台区线损进行检测，及时的发现设备故障、偷窃电、工程施工等异常用电情况，提高区域能源的管理能力。同时反向验证营配数据的准确性。

4人机交互及展示

4.1三维GIS系统

系统集成地图展示功能，通过把园区配电网络、光伏电站、风力发电站、分布式屋顶发电、电动汽车充电站的地理坐标信息输入到地图服务器中，例如光伏用小太阳图标显示，可在地图上面清楚展示该电站的地理位置。

4.2移动APP展示

移动作业终端针对不同使用对象提供不同功能支持。

终端用户：提供终端用户故障报修、检修通知、紧急事件通知、用电知识宣传等功能。

抢修人员：接收抢修、检修任务单，上传任务单工作情况进度，利用定位信息、多媒体设备上传展示抢修现场状态信息，方便指挥人员通过现场监控与互动应用辅助现场抢修人员进行故障勘察和抢修方案制定，及时作出分析判断，高效的完成抢修工作。