CN103199622B - 一种低压供电安全保障及辅助决策支持系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低压供电安全保障及辅助决策支持系统，包括采集层、通信层和主站层；所述采集层采集低压电网运行数据，并通过通信层将所述低压电网运行数据传输至主站层，实现所述低压电网运行数据的实时展现和分析，以及低压电网异常运行状况告警和低压电网故障处理。本发明提供的一种低压供电安全保障及辅助决策支持系统是提高低压电网供电安全性及可靠性的有效技术手段，推广应用本发明有利于提高低压电网运行管理水平，可有效提升低压电网的供电安全性、可靠性及电压质量，降低低压电网线损率，促进和谐供用电关系的构建。
Description
技术领域
本发明属于配电网运行控制技术领域，具体涉及一种低压供电安全保障及辅助决策支持系统。
背景技术
近年来，随着城乡一体化统筹发展、家电下乡等系列惠农政策的深入推进，农村总体经济社会快速发展，农村居民的整体素质、收入水平及生活质量大幅度提升，农村用电量持续攀升，农村居民对供用电安全性及可靠性提出了更高要求，但农村低压电网因建设基础差、资金短缺、经济效益不显著多方面的原因，造成整体水平普遍不高，运行状况不可知、不可控，具体如下：
（1）群众反应成为了掌握低压电网运行故障的主要途径，故障反馈不及时，故障处理时间较长，供电可靠率较低；
（2）对低压用电负荷分布情况掌握不到位，易造成三相负荷不平衡、低电压等问题；
（3）对于用户用电习惯的了解不深入，不利于有效预防盗窃电事件，造成低压线损率偏高；
（4）不能准确掌握低压电网负荷电流、剩余电流的水平及变化规律，剩余电流动作保护器动作定值的整定不科学，保护器越级跳闸及误跳现象普遍，投运率偏低，不利于供电安全性的提高。
低压配电设备生产企业的准入门槛较低，涉足的民营企业较多，且占据了较大的市场份额，但民营企业因科研人员短缺、对产品开发不重视等原因，造成低压配电设备目前仍停留在传统设备重复生产的水平，低压配电设备及系统的研究和创新工作开展严重不足，严重影响了低压电网的快速发展。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供的一种低压供电安全保障及辅助决策支持系统是提高低压电网供电安全性及可靠性的有效技术手段，推广应用本发明有利于提高低压电网运行管理水平，可有效提升低压电网的供电安全性、可靠性及电压质量，降低低压电网线损率，促进和谐供用电关系的构建。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
提供一种低压供电安全保障及辅助决策支持系统，所述系统包括采集层、通信层和主站层；所述采集层采集低压电网运行数据，并通过通信层将所述低压电网运行数据传输至主站层，实现所述低压电网运行数据的实时展现和分析，以及低压电网异常运行状况告警和低压电网故障处理。
所述采集层包括采集器、剩余电流动作保护器、温湿度监测仪、智能配变终端和智能电表，并通过采集器实时采集并上传剩余电流动作保护器、温湿度监测仪、智能配变终端和智能电表的监测数据，实现低压电网运行数据及环境温湿度的采集。
所述低压电网运行数据包括电压、电流、剩余电流、开关状态、开关变位信息和电量。
所述剩余电流动作保护器包括一级剩余电流动作保护器、二级剩余电流动作保护器和三级剩余电流动作保护器。
所述通信层采用低压载波通信方式、微功率无线通信方式、光纤通信方式和基于3G无线宽带网络+花生壳动态域名解析的GPRS通信方式。
所述GPRS通信方式通过固定域名和动态IP地址结合的方式，实现剩余电流动作保护器与低压供电安全保障系统的通信。
所述主站层包括数据监测中心、低压供电安全保障系统、实时数据库、历史数据库和应用模块。
所述数据监测中心和低压供电安全保障系统通过3G无线宽带网络进行通信；所述低压供电安全保障系统通过低压载波通信方式、微功率无线通信方式或光纤通信方式与剩余电流动作保护器、温湿度监测仪、智能配变终端和智能电表分别进行通信。
所述低压供电安全保障系统基于Web Service实现数据监测中心和低压供电安全保障系统之间的数据交互。
所述低压电网异常运行状况包括过压、欠压、过流和三相不平衡；低压电网故障包括触电、短路和断相。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明从农网建设、运行及管理的实际工作需求出发，采用B/S结构降低了客户端技术要求，采用功能模块化方式满足了不同层次用户需求，且系统功能可覆盖低压电网规划设计、运行、管理、检修、营销等多个业务领域，解决了目前低压电网安全运行及管理技术手段匮乏的问题。
2、本发明采用数据挖掘及分析等技术，实现了时间、环境温湿度、负荷电流、剩余电流等因素之间的关系分析功能，可辅助运行人员掌握负荷电流及剩余电流等低压电网特征量的变化规律，为剩余电流动作保护器等设备的运行控制提供科学依据，促进剩余电流动作保护器投运率的大幅度提高。
3、本发明构建了决策知识库，实现了低压电网异常运行及故障处理的辅助决策支持功能，满足了多层次工作人员的需要，通过系统展示可满足高层决策、调度运行等方面的需求，同时通过短信多发方式可满足一线生产及检修的工作需要。
4、本发明考虑到农村低压电网运行环境复杂及各地所建通信网络存在多样性等方面的实际情况，在系统设计及开发过程中，兼容GPRS、光纤、微功率无线网络、低压电力载波等多种通信方式。
附图说明
图1是低压供电安全保障及辅助决策支持系统结构图；
图2是低压供电安全保障及辅助决策支持系统工作原理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1，提供一种低压供电安全保障及辅助决策支持系统，所述系统包括采集层、通信层和主站层；所述采集层采集低压电网运行数据，并通过通信层将所述低压电网运行数据传输至主站层，实现所述低压电网运行数据的实时展现和分析，以及低压电网异常运行状况告警和低压电网故障处理。
所述采集层包括采集器、剩余电流动作保护器、温湿度监测仪、智能配变终端和智能电表，并通过采集器实时采集并上传剩余电流动作保护器、温湿度监测仪、智能配变终端和智能电表的监测数据，实现低压电网运行数据及环境温湿度的采集。
所述低压电网运行数据包括电压、电流、剩余电流、开关状态、开关变位信息和电量。
所述剩余电流动作保护器包括一级剩余电流动作保护器、二级剩余电流动作保护器和三级剩余电流动作保护器。
所述通信层采用低压载波通信方式、微功率无线通信方式、光纤通信方式和基于3G无线宽带网络+花生壳动态域名解析的GPRS通信方式。
所述GPRS通信方式通过固定域名和动态IP地址结合的方式，实现剩余电流动作保护器与低压供电安全保障系统的通信，通过“心跳”功能保证了GPRS网络连接的可靠性，通过加密和完整性校验措施保证了数据安全性，并解决了基于固定IP地址的GPRS通信模式投资及运行费用高的问题。
所述主站层包括数据监测中心、低压供电安全保障系统、实时数据库、历史数据库和应用模块。
实时数据库和历史数据库存储和处理不同时效的各类数据，通过对实时数据的展现，使运行人员及时掌握系统运行状况，安排处理异常及故障情况；通过对历史数据的挖掘和分析，可以建立电压、电流、剩余电流等运行数据与时间、温度、湿度等之间的关系，协助研究及运行人员分析总结低压电网特征量的变化规律，支撑剩余电流动作保护器等设备的正确使用。
主站层采用两层结构设计，即供电企业层面的低压供电安全保障系统及上级主管或科研等机构的数据监测中心，系统部署方式与国家电网公司“三级五大”体系构建过程中对低压电网运行检修等业务划分的实际情况相符，为低压电网安全运行等工作的透明化提供了技术支撑。
依据低压电网运行管理相关标准规范，建立低压电网异常状况处理的决策知识库；以负荷电流、剩余电流或三相不平衡度等信息为输入条件，提出低压电网的建议整改方案；根据开关动作及电压、电流、剩余电流等的变化情况，判断故障位置及类型，提出故障处理的辅助决策方案。
所述数据监测中心和低压供电安全保障系统通过3G无线宽带网络进行通信；所述低压供电安全保障系统通过低压载波通信方式、微功率无线通信方式或光纤通信方式与剩余电流动作保护器、温湿度监测仪、智能配变终端和智能电表分别进行通信。
所述低压供电安全保障系统基于Web Service实现数据监测中心和低压供电安全保障系统之间的数据交互，在低压供电安全保障系统将变更的台账信息、增量运行数据、异常告警信息等分类索引，将数据和分类索引打包压缩，通过Web Service接口实现数据交互；在数据监测中心解压并解析数据，并采用DCP技术，将数据推送至数据监测中心。该技术支持跨平台数据交互、断网续传，有利于提高了数据交互实时性。
所述低压电网异常运行状况包括过压、欠压、过流和三相不平衡；低压电网故障包括触电、短路和断相。
如图2，低压供电安全保障及辅助决策支持系统工作流程共包含五大步骤：
步骤一：进行低压电网运行数据和环境温湿度的采集。
步骤二：根据运行数据分析判断低压电网运行状况，若运行状况正常，则存储数据并继续进行数据采集；反之，则进行异常运行情况分类。
步骤三：优先处理触电、短路、断相等具有严重危害的故障，判断故障位置并进行故障隔离；对于电压越限、电流越限及剩余电流越限等通过后台软件及短信息等方式告警。
步骤四：进入辅助决策知识库，依据相关知识，给出故障处理方案，监督故障处理过程。
步骤五：在故障处理完毕之后，存在故障及处理的相关信息，进入下一轮的数据采集过程。
本发明提出的低压供电安全保障及辅助决策支持系统是提高低压电网供电安全性及可靠性的有效技术手段，本技术的推广应用能够使运行人员实时掌握低压电网的运行状况，预处理设备异常、三相不平衡等情况，及时掌握触电、漏电、短路等故障，缩短故障处理时间，使低压电网由原来的非透明运行状态转变为运行过程可控、在控、能控。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种低压供电安全保障及辅助决策支持系统，其特征在于：所述系统包括采集层、通信层和主站层；所述采集层采集低压电网运行数据，并通过通信层将所述低压电网运行数据传输至主站层，实现所述低压电网运行数据的实时展现和分析，以及低压电网异常运行状况告警和低压电网故障处理；
所述采集层包括采集器、剩余电流动作保护器、温湿度监测仪、智能配变终端和智能电表，并通过采集器实时采集并上传剩余电流动作保护器、温湿度监测仪、智能配变终端和智能电表的监测数据，实现低压电网运行数据及环境温湿度的采集；
所述剩余电流动作保护器包括一级剩余电流动作保护器、二级剩余电流动作保护器和三级剩余电流动作保护器；
所述通信层采用低压载波通信方式、微功率无线通信方式、光纤通信方式和基于3G无线宽带网络+花生壳动态域名解析的GPRS通信方式；
所述GPRS通信方式通过固定域名和动态IP地址结合的方式，实现剩余电流动作保护器与低压供电安全保障系统的通信；
所述主站层包括数据监测中心、低压供电安全保障系统、实时数据库、历史数据库和应用模块；
所述数据监测中心和低压供电安全保障系统通过3G无线宽带网络进行通信；所述低压供电安全保障系统通过低压载波通信方式、微功率无线通信方式或光纤通信方式与剩余电流动作保护器、温湿度监测仪、智能配变终端和智能电表分别进行通信；
所述低压供电安全保障系统基于Web Service实现数据监测中心和低压供电安全保障系统之间的数据交互。
2.根据权利要求1所述的低压供电安全保障及辅助决策支持系统，其特征在于：所述低压电网运行数据包括电压、电流、剩余电流、开关状态、开关变位信息和电量。
3.根据权利要求1所述的低压供电安全保障及辅助决策支持系统，其特征在于：所述低压电网异常运行状况包括过压、欠压、过流和三相不平衡；低压电网故障包括触电、短路和断相。
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