基于卫星授时技术的互联网云核相模式研究

汪 晶 郭长发 宋克东 胡宜平

（国网安徽省电力有限公司合肥供电公司，安徽合肥230061）

0 引言

随着合肥城市不断发展，配电网迅速扩张，电网改造、负荷调整等工程建设如火如荼，配网结构越来越复杂，多联络线路比比皆是，给电网核相带来极大的压力。现阶段配电线路对供电可靠性要求较高，不停电合环操作正逐步向热倒闸方式转变。配电线路点多面广，设备质量参差不齐，网络复杂，接入线路相序混乱，直接或间接影响着配电线路的安全运行，配网线路的核相任务随之愈发重要。

有文献提出，点对点核相方式只关注核相点两侧的相位是否正确，没有关注整个系统内相序排列的统一性，长此以往，混乱的排列标识会导致施工错相，造成核相承载力过负荷。针对复杂工程，涉及相位变动的地方多，核相点多，没有统一的相色标识容易造成多处核相点相位错误。

近距离点对点的核相方式是在联络点两侧近距离核相，只能在最后核相时纠正施工时的错相，干预过晚，会造成施工延时和二次停电，影响供电可靠性，故有时会采用远距离点对点核相法提前干预。这种方法在停电之前对电源点两端进行核相，做统一的相位标识，避免施工错相，送电时再次复核，可靠性较高。但这种方法有一定距离限制，无法应用于较长距离的核相，对通信要求较高，若其中一端处于地下室没有信号，则无法进行远程核相，送电后必须重新复核，相当于两次核相，工作量较大。

此外，开关柜的带电指示灯输出电压不统一，给二次核相带来许多障碍，当带电指示器出现接线错误、采集孔损坏等现象，无法提供有效的核相源。传感器不同，带电指示灯的工作模式就不同，有些脉冲式的带电指示灯是无法采用电压法进行核相等，这些都是配网核相工作面临的诸多问题。

为消除上述点对点核相存在的系统相序混乱、二次调相、距离限制、需重复核相等弊端，本文提出了一种基于卫星授时技术的网络核相模式，利用网络核相实现网内相序统一，提升核相可靠性，缩短核相时间，规避二次调相。

1 互联网云核相模式基本原理

互联网云核模式是通过在区域电网中设置网络核相基站，作为相位基准点，例如某变电站的10 kV出线，按相序标定为A、B、C三相。在基准点配置一台采集器和服务器，采集器24 h不间断地采集基准点的A、B、C三相相角的信息以及卫星时间，服务器将这些信息存储到数据库中，便于用户查询。

服务器提供网络连接功能，高低压定相手持核相仪可以通过网络与服务器建立连接，并将测量点采集到的相角信息、卫星时间信息发送给服务器，服务器通过将该信息与基准点采集到的在同一卫星时间的A、B、C三相的相角信息进行比对，就可以确定远程测量点线路相序。服务器再将比对结果发回高低压定相手持核相仪，测量点的工作人员就可以第一时间获取与基准点一致的相序排列方式，并进行标示。互联网云核相模式示意图如图1所示，通过这种方式进行互联网远程核相，可实现电网内各点相序与基站的基准相序一致。

图1 互联网云核相模式示意图

2 互联网云核相模式关键技术与配置

2.1 关键技术应用

互联网云核相模式主要依托3种较成熟的关键技术。

（1）卫星授时技术，利用卫星搭载的高精度原子钟，产生基准信号和时间标准，能够提供统一的时间基准，确保核相点与基站的相位核定在同一时间。手持核相仪上携带卫星授时接收装置，通过定位计算完成授时功能，授时系统的精确度可以达到纳秒级别，完全满足核相要求。

（2）核相技术，手持核相仪在核相点通过周期内连续采样，利用TCP/IP方式同服务器建立连接，并将测量点采集到的相角信息连带采集时刻的GPS秒时间信息发送给服务器，服务器再将比对结果发回高低压定相手持核相仪，获取测量结果。

（3）网络通信技术，手持核相仪需要和服务器通信，将采集到的信息发送至服务器，服务器通过高速宽带接入Internet，服务器上运行专业的应用软件，提供网络和数据库服务功能。

2.2 硬软件配置

互联网云核相模式需配置一台定相服务器（图2）、一台标准互联网定相基站（图3）、多个采集器与高低压定相手持核相仪，如图4所示。

图2 服务器

图3 基站

图4 定相手持核相仪与采集器

3 多模式应用分析

3.1 单点定相模式

确定单点相位，进行相序标示工作时，启用网络定相模式，当服务器连接、卫星授时完毕时，将采集器挂在待测的线路上，高低压定相手持核相仪直接显示相位比对结果。单点定相如图5所示。

图5 单点定相

3.2 多点核相模式

在配网可靠性改造中，同一开闭所需要接入两路不同的电源，可采用远距离核相模式，在接入电源之前在两个接入点进行核相。利用两个高低压定相手持核相仪来完成，将两套设备分别拿至两处待核相地点，接收卫星时钟信号，收到卫星时钟信号后，将采集器分别挂在待测线路上，两处相位按照与基站对比结果进行正确标示。多点核相如图6所示。

4 互联网云核相模式优势分析

4.1 相序数据云管理

互联网云核相的相位核定已不再是单一的相位核定，而是对一个系统内已经确定的基准相位、相序信息通过互联网，将数据进行传输、测试、储存，实现本系统覆盖范围内各设备相位、相序标识的标准信息化云管理。

图6 多点核相

4.2 全系统相序统一

核相工作中，可以参考基准相位，逐步使电网覆盖辖区内的各点相序与基站相统一，逐步提升网内相序标示正确率，减少核相次数，缩短核相作业时间，提高核相效率。

4.3 提升合环可靠性

借助于互联网云核相系统，对系统内变压器两端进行核相并记录，便于辅助判断系统内由于变压器接线组别不同产生的30°与60°角差，进一步提升并网合环的严谨性与可靠性。

4.4 规避二次调相

对于网架调整的配电网工程，可在电源点接入前核相，确定相序，做好标示，避免送电后核相错误引起的二次停电调相，有利于减少配网停电时户数。

5 结语

本文通过分析传统点对点核相方式存在的弊端，介绍了一种基于网络的核相方法，将卫星授时技术、核相技术和网络通信技术有机整合，准确性高、实用性强，能够逐步统一覆盖区域内电网相序，有利于配网网架灵活调整，形成相位基站数据库，实现核相标准信息化云管理，便于智能电网改造工作，同时提升并网合环的可靠性，减少核相人员配置，极大地改善了核相效率。