CN102497021B - 配电线路实时监控分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了配电线路实时监控分析系统。该系统包括线路负荷实时采集模块、与所述线路负荷实时采集模块相连的模型智能分析模块和与所述模型智能分析模块相连的数据展示模块；所述线路负荷实时采集模块，用于从负控及配变监测终端系统采集的配变负荷、电流数据、配网地理信息系统的配电网的网络拓扑关系数据；所述模型智能分析模块，用于通过预设的计算模型，在配网地理信息系统拓扑结构图上自动实现对配电干线、支线的实时负荷监测和运行状态的智能分析；所述数据展示模块，用于实现在单线图上展示干线、支线的实时负荷监测信息，以及监测点的电流、负载信息。采用发明，可以在线路结线图显示相应点的负荷数据，为线路的安全运行提供有力的保障。
Description
技术领域
本发明涉及电网线路的远程监测维护技术，尤其涉及配电线路实时监控分析系统。
背景技术
CT（current transformer，电流互感器）是电力系统中广泛采用的电磁式电流互感器。电流互感器的特点是：(1)一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流．而与二次电流无关；(2)电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。PT（potential transformer，电压互感器）是发电厂、变电所等输电和供电系统不可缺少的一种电器。电压互感器和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。
变电站通过CT、PT对一次数据的采集和测控装置对一次数据的转换，在人工画成的接线图上显示线路、主变的电压、电流等数据。配变计量（负载）终端的全面安装和计量自动化系统的建成，实现配变电流、电压等测量数据的远程监测。配网地理信息系统（GIS）能通过沿布图自动生成单线图，但是，由于配电线路上没有在固定位置安装CT和相应的通讯装置，导致配电线路电流数据无法利用系统实现对电流数据的远程监测。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了配电线路实时监控分析系统，能够实现在线路结线图显示监测点的负载数据，为线路的安全运行提供有力的保障。
本发明提供了一种配电线路实时监控分析系统，包括线路负荷实时采集模块、与所述线路负荷实时采集模块相连的模型智能分析模块和与所述模型智能分析模块相连的数据展示模块；
所述线路负荷实时采集模块，用于从负载及配变监测终端系统采集的配变负荷、电流数据、配网地理信息系统的配电网的网络拓扑关系数据；
所述模型智能分析模块，用于通过预设的计算模型，在配网地理信息系统拓扑结构图上自动实现对配电干线、支线的实时负荷监测和运行状态的智能分析；
所述数据展示模块，用于实现在单线图上展示干线、支线的实时负荷监测信息，以及监测点的电流、负载信息。
进一步地，所述线路负荷实时采集模块，包括：
与配网地理信息系统相连的GIS集成单元，用于使用配网GIS单线图拓扑数据，集成配网GIS单线图展示界面；
与负荷及配变监测系统相连的配变负荷集成单元，用于每隔预设数时间从负荷及配变监测系统获取电流、电压数据，并储存在预设的服务器上。
进一步地，所述模型智能分析模块，包括：
配网支线电流计算单元，用于根据变压器电流值反推监测点电流值，具体公式包括I=I1+I2+I3…+In，其中I1、I2、I3…、In为各级变压器的电流值；
监测点选取单元，用于根据变电站出线的首端线段、干线上线径发生变化的线段处、支线上容量大于2500KVA的支线或多于5台配变的支线首端获取监测点；
监测点电流获取单元，用于根据监测点中的变压器获得PI点接口，从Pi数据库中获得计量自动化的数据，包括对应的变压器一次电流和一次电压数据；
监测点负载率获取单元，用于根据监测点所在干线或支线线段的型号获得其额定电流，再根据监测点所在线段额定电流和监测点实际电流获取监测点负载率，其中，监测点负载率=监测点所在线段额定电流/监测点实际电流×100%。
实施本发明，具有如下有益效果：
利用已有线路的具备通讯功能的配变终端采集的电流电压等数据，通过建立合理的计算模型和展示方式，在线路结线图显示监测点的负载数据，无需在配电线路固定位置安装CT和相应的通讯装置，省去数以千万元的大量的投资成本和日后巨大的维护工作量和维修费用。另外，实现配电线路电流数据的远程监测，为线路的安全运行提供有力的保障。
附图说明
图1是本发明一种配电线路实时监控分析系统的示意图；
图2是本发明监测点负载拓扑计算流程图；
图3是本发明一种配电线路实时监控分析系统的实施例第一效果图；
图4是本发明一种配电线路实时监控分析系统的实施例第二效果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
图1是本发明一种配电线路实时监控分析系统的示意图，包括线路负荷实时采集模块、与所述线路负荷实时采集模块相连的模型智能分析模块和与所述模型智能分析模块相连的数据展示模块；
所述线路负荷实时采集模块，用于从负载及配变监测终端系统采集的配变负荷、电流数据、配网地理信息系统的配电网的网络拓扑关系数据；
所述模型智能分析模块，用于通过预设的计算模型，在配网地理信息系统拓扑结构图上自动实现对配电干线、支线的实时负荷监测和运行状态的智能分析；
所述数据展示模块，用于实现在单线图上展示干线、支线的实时负荷监测信息，以及监测点的电流、负载信息。
本发明利用线路已有的具备通讯功能的负载及配变监测终端系统采集的电流电压等数据，结合GIS地理信息系统，通过建立合理的计算模型和展示方式，在线路结线图显示相应监测点的负载数据，无需在配电线路固定位置安装CT和相应的通讯装置，省去数以千万元的大量的投资成本和日后巨大的维护工作量和维修费用。另外，实现配电线路电流数据的远程监测，为线路的安全运行提供有力的保障。
进一步地，所述线路负荷实时采集模块，包括：
与配网地理信息系统相连的GIS集成单元，用于使用配网GIS单线图拓扑数据，集成配网GIS单线图展示界面；
与负荷及配变监测系统相连的配变负荷集成单元，用于每隔预设数时间从负荷及配变监测系统获取电流、电压数据，并储存在预设的服务器上。
本发明配电线路实时监控分析系统与GIS系统相集成，具体地，应用于10kV的配电线路实时监控分析系统与配网GIS系统的紧密集成，使用配网GIS单线图拓扑数据，集成配网GIS单线图展示界面，并实现在单线图上展示监测点负荷信息。
本发明配电线路实时监控分析系统还与负荷及配变监测系统相集成，具体地，应用于10kV的配电线路实时监控分析系统每隔5分钟从负荷及配变监测系统获取电流、电压等数据，并储存在专用服务器上。
进一步地，所述模型智能分析模块，包括：
配网支线电流计算单元，用于根据变压器电流值反推监测点电流值，具体公式包括I=I1+I2+I3…+In，其中I1、I2、I3…、In为各级变压器的电流值；
监测点选取单元，用于根据变电站出线的首端线段、干线上线径发生变化的线段处、支线上容量大于2500KVA的支线或多于5台配变的支线首端获取监测点；
监测点电流获取单元，用于根据监测点中的变压器获得PI点接口，从Pi数据库中获得计量自动化的数据，包括对应的变压器一次电流和一次电压数据；
监测点负载率获取单元，用于根据监测点所在干线或支线线段的型号获得其额定电流，再根据监测点所在线段额定电流和监测点实际电流获取监测点负载率，其中，监测点负载率=监测点所在线段额定电流/监测点实际电流×100%。
由于配电线路上配变多，网架结构复杂，如监测点选择方法不当，将造成如下两方面问题：1、监测点太小，不利于线路的监控；监测点太多，在单线图有限空间上显示比较凌乱，所以监测点的选择也显得尤为重要，既要兼顾监测点满足运行要求，又要兼顾单线图画面整齐清晰。基于上述原因，为了方便监测某段线路的负载情况而选取的监测点，需要遵循如下三个原则是：1、变电站出线的首端线段；2、干线上线径发生变化的线段处；3、支线上容量大于2500KVA的支线（按现有顺德配网目前的情况，最小支线一般为YJV22-35,对应的允许载流量155A，对应的装变容量为2700KVA，小于该容量的支线没有监测意义）或多于5台配变的支线首端。
系统每天定时监控中压馈线的拓扑关系，如果拓扑关系有变动，则重新生成该线路上的监测点。对于监测点变压器的电流，根据监测点中的变压器获得PI点接口，根据PI点得到其对应的变压器一次电流、一次电压（从Pi数据库中获得计量自动化的数据）。目前系统中记录支线额定电流是根据电缆和导线型号，获得中压额定电流。 由于计量方式的不同，不能直接使用一次电流计算监测点的负载率，因此对一次电流需要做相应的转换。
高供高计（电压U>=5kV），计算电流I与一次电流值一致
高供低计（电压U<5kV），计算电流I = 一次电流/(10kV/0.4kV)
特殊情况处理方式：电压U>10kV或则电压U<0.1kV 计算电流I=0
系统定时每15分钟更新一次变压器的当前电流值
另外，对于获取监测点负载率，可以根据监测点所在干线或支线线段的型号获得其额定电流，再通过下述公式获取：监测点负载率=监测点所在线段额定电流/监测点实际电流×100%。
图2是本发明监测点负载拓扑计算流程图。图2是说明了模型智能分析模块的具体运算流程。配网生产在监测点拓扑计算点阶段包括，选取监测点，生成监测点下的变压器，访问计量库表拓扑出PI点列表，判断查找计算点表中是否有该PI点计算组合，当是有该PI点计算组合时关联监测点与计算点关系；当否定时，建立新的计算点信息，触发新建计算点。配网生产在计算阶段包括，分布式每隔15分钟计算计算点表中的所有数据，并存入PI库。计量数据应用分析在监测点拓扑计算点阶段包括，共享库表给配网生产，根据变压器ID查询记录变压器电流的PI点，与所述触发新建计算点相对应新建PI点接口。计量数据应用分析在计算阶段包括，获取PI实时数据库。
图3是本发明一种配电线路实时监控分析系统的实施例第一效果图。如图3所示，采用本发明的系统提供了干线、支线的负荷监测功能和数据，为配网线路的安全运行提供直观、有效的判断。而且，通过系统的智能分析功能，为配网的转供电和故障快速复电提供了参考依据，避免电网由于转供电原因引起线路过载跳闸，提高供电可靠性。
进一步地，本发明还包括：负荷日志查询模块，用于获取监测点的日、月负荷曲线，归类重过载的监测点、显示监测点电流的最大值及其出现时刻。
图4是本发明一种配电线路实时监控分析系统的实施例第二效果图。如图4所示，本系统能生成监测点日、月负荷曲线，归类重过载的监测点、显示监测点电流的最大值及其出现时刻，通过系统的历史查询功能，能清楚解线路各监测点的负荷运行情况，为线路的改造提供有力的参考。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (3)
1.一种配电线路实时监控分析系统，其特征在于，包括线路负荷实时采集模块、与所述线路负荷实时采集模块相连的模型智能分析模块和与所述模型智能分析模块相连的数据展示模块；
所述线路负荷实时采集模块，用于从负载及配变监测终端系统采集配变负荷、电流数据；从配网地理信息系统采集配电网的网络拓扑关系数据；
所述模型智能分析模块，用于通过预设的计算模型，在配网地理信息系统拓扑结构图上自动实现对配电干线、支线的实时负荷监测和运行状态的智能分析；
所述数据展示模块，用于实现在单线图上展示干线、支线的实时负荷监测信息，以及监测点的电流、负载信息；其中，
所述模型智能分析模块，包括：
配网支线电流计算单元，用于根据变压器电流值反推监测点电流值，具体公式包括I=I1+I2+I3…+In，其中I1、I2、I3…、In为各级变压器的电流值；
监测点选取单元，用于根据变电站出线的首端线段、干线上线径发生变化的线段处、支线上容量大于2500KVA的支线或多于5台配变的支线首端获取监测点；
监测点电流获取单元，用于根据监测点中的变压器获得PI点接口，从Pi数据库中获得计量自动化的数据，包括对应的变压器一次电流和一次电压数据；
监测点负载率获取单元，用于根据监测点所在干线或支线线段的型号获得其额定电流，再根据监测点所在线段额定电流和监测点实际电流获取监测点负载率，其中，监测点负载率=监测点所在线段额定电流/监测点实际电流×100%。
2.根据权利要求1所述的配电线路实时监控分析系统，其特征在于，所述线路负荷实时采集模块，包括：
与配网地理信息系统相连的GIS集成单元，用于使用配网GIS单线图拓扑数据，集成配网GIS单线图展示界面；
与负荷及配变监测系统相连的配变负荷集成单元，用于每隔预设数时间从负荷及配变监测系统获取电流、电压数据，并储存在预设的服务器上。
3.根据权利要求1至2任一项所述的配电线路实时监控分析系统，其特征在于，还包括：负荷日志查询模块，用于获取监测点的日、月负荷曲线，归类重过载的监测点、显示监测点电流的最大值及其出现时刻。
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