CN107612146B - 一种主变功率因数及母线电压数据在线监测装置 - Google Patents

一种主变功率因数及母线电压数据在线监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种主变功率因数及母线电压数据在线监测装置，所述在线监测装置包括分布式数据采集模块以及中心监控模块，所述分布式数据采集模块与所述中心监控模块通信连接。本发明实现了对35kV及以上主变功率因数和10kV母线电压的实时监控，方便调度员监视全网10kVA类电压以及主变功率的运行情况，便于实时调控促进电网运行降损工作的开展；并自动生成主变功率因数、10kV母线电压合格率日报、月报、年报等相关报表，减轻了无功电压管理人员的统计工作量，提升统计精度，便于对各供电局主变功率因数、10kV母线电压合格率的考核。

Description

一种主变功率因数及母线电压数据在线监测装置
技术领域
本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种主变功率因数及母线电压数据在线监测装置。
背景技术
电压是电力系统电能质量的重要指标之一，而系统的无功平衡是保证电压质量的重要条件，当系统中各种无功电源不能满足分层分区就地平衡原则时，系统运行损耗将大量增加，不符合电网经济运行的原则。
目前，部分供电局主变功率因数合格率偏低、10kVA类电压合格率偏低致使跨电压等级下网无功较大，增加损耗，并且在监控领域，还存在下述问题：
自动化监控手段有待完善。目前，调度对于主变功率因数合格率和10kV A类母线电压的监控手段有限，目前还未能将变电站考核点母线电压、所配无功容量、电容器开关状态、主变高压侧功率因数等数据进行合理的展示，并在同一界面中进行集中监视，依靠人力难以同时兼顾较多数据，有时未能对主变功率因数及母线电压进行有效的调控。
功率因数合格率、电压合格率自动统计及自动成表功能缺失。目前还没有通过软件实现相关合格率的自动统计功能，而月度、年度等相关报表均依靠人工统计，大大增加了工作量。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种主变功率因数及母线电压数据在线监测装置。
本发明是以如下技术方案实现的：
一种主变功率因数及母线电压数据在线监测装置，所述在线监测装置包括分布式数据采集模块以及中心监控模块，所述分布式数据采集模块与所述中心监控模块通信连接；
所述分布式数据采集模块用于采集35KV及以上变电站的10KVA类母线电压，以每个变电站的每段母线作为一个采集单位，并将采集的结果传输至所述中心监控模块；以及采集35kV及以上变电站的主变高压侧的有功功率和无功功率，以变电站作为一个采集单位，并将采集的结果传输至所述中心监控模块；
所述中心监控模块包括：
数据存储区，用于存储所述分布式数据采集模块采集到的数据；
分析模块，用于根据预设的分析方法生成自动生成每个供电局及每个变电站主变功率因数与母线电压合格率的日报表、月报表和/或年报表；
展示模块，用于向调度员实时展示监测结果。
进一步地，所述展示模块的展示内容包括：
监测地区显示区，用于显示各个监测地区的信息；
主变功率因数显示区，用于显示各个监测地区对应的主变功率因数以便于调度员快速定位主变功率因数不合格的监测地区；
低压母线电压显示区，用于显示各个监测地区对应的低压母线电压以便于调度员快速定位低压母线电压不合格的监测地区。
进一步地，所述展示模块的展示内容还包括：
纵向信息显示模块，用于以被监测对象为主体，显示主变功率因数与母线电压合格率的相关报表；
横向信息显示模块，用于以统计结果的形式显示对于全体监测地区的监测结果。
进一步地，所述横向信息显示模块以柱状图形式进行显示。
进一步地，所述在线监测装置还包括：
告警模块，所述告警模块包括：
越限监测单元，用于获取越限数据；
赋值单元，用于对所述越限数据对应的监测对象进行赋值；
告警单元，用于根据赋值进行告警；
数据封锁模块，用于根据预设规则对赋值动作进行封锁，以使得赋值都工作对于分析模块不可见并且不影响分析模块的分析结果。
进一步地，所述分析模块中母线电压合格率的判定标准包括：
带地区供电负荷的变电站10kVA类母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0％～+7％；
电压降为系统额定电压的30％及以下即3kV及以下时，认为是属于检修工作等带来的数据异常，按合格处理。
进一步地，所述分析模块中包括：
变电站电压参数计算模块、电网电压参数计算模块、变电站主变功率因数计算模块以及电网主变功率因数计算模块。
进一步地，所述变电站电压参数计算模块包括：
变电站日电压合格率计算单元，用于按照下述公式计算变电站日电压合格率：(1-日电压不合格的总点数/日电压采集总点数+日电压降为系统额定电压的30％及以下的总点数/日电压采集总点数)*100％。
变电站月电压合格率计算单元，用于按照下述公式计算变电站月电压合格率：(1-月电压不合格的总点数/月电压采集总点数+月电压降为系统额定电压的30％及以下的总点数/月电压采集总点数)*100％。
变电站年累电压合格率计算单元，用于按照下述公式计算变电站年累电压合格率：(1-统计周期内电压累计不合格总点数/统计周期内电压采集总点数+统计周期内电压累计降为系统额定电压的30％及以下的总点数/统计周期内电压采集总点数)*100％。
进一步地，所述变电站主变功率因数计算模块包括：
变电站主变功率因数日合格率计算单元，用于根据下述公式计算变电站主变功率因数日合格率：(1-变电站主变功率因数日不合格的点数/日采集总点数+负荷高峰时段变电站主变功率因数为0.3及以下的日采集总点数/日采集总点数)*100％；
变电站主变功率因数月合格率计算单元，用于根据下述公式计算变电站主变功率因数月合格率：(1-变电站主变功率因数月不合格的点数/月采集总点数+负荷高峰时段变电站主变功率因数为0.3及以下的月度采集总点数/月采集总点数)*100％；
变电站主变功率因数年累合格率计算单元，用于根据下述公式计算变电站主变功率因数年累合格率：(1-统计周期内变电站主变功率因数累计不合格的点数/统计周期内采集总点数+统计周期内负荷高峰时段变电站主变功率因数为0.3及以下的年累计采集总点数/统计周期内采集总点数)*100％。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种主变功率因数及母线电压数据在线监测装置，实现了对35kV及以上主变功率因数和10kV母线电压的实时监控，方便调度员监视全网10kVA类电压以及主变功率的运行情况，便于实时调控促进电网运行降损工作的开展；并自动生成主变功率因数、10kV母线电压合格率日报、月报、年报等相关报表，减轻了无功电压管理人员的统计工作量，提升统计精度，便于对各供电局主变功率因数、10kV母线电压合格率的考核。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种主变功率因数及母线电压数据在线监测装置框图；
图2是本发明实施例提供的中心监控模块框图。
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。
一种主变功率因数及母线电压数据在线监测装置，如图1所示，所述在线监测装置包括分布式数据采集模块以及中心监控模块，所述分布式数据采集模块与所述中心监控模块通信连接；
所述分布式数据采集模块用于采集35KV及以上变电站的10KVA类母线电压，以每个变电站的每段母线作为一个采集单位，并将采集的结果传输至所述中心监控模块；以及采集35kV及以上变电站的主变高压侧的有功功率和无功功率，以变电站作为一个采集单位，并将采集的结果传输至所述中心监控模块。
所述中心监控模块如图2所示，包括：
数据存储区，用于存储所述分布式数据采集模块采集到的数据；
分析模块，用于根据预设的分析方法生成自动生成每个供电局及每个变电站主变功率因数与母线电压合格率的日报表、月报表和/或年报表；
展示模块，用于向调度员实时展示监测结果。
所述展示模块的展示内容包括：监测地区显示区，用于显示各个监测地区的信息；主变功率因数显示区，用于显示各个监测地区对应的主变功率因数以便于调度员快速定位主变功率因数不合格的监测地区；低压母线电压显示区，用于显示各个监测地区对应的低压母线电压以便于调度员快速定位低压母线电压不合格的监测地区。
所述展示模块的展示内容还包括：纵向信息显示模块，用于以被监测对象为主体，显示主变功率因数与母线电压合格率的相关报表；横向信息显示模块，用于以统计结果的形式显示对于全体监测地区的监测结果。具体地，所述横向信息显示模块以柱状图形式进行显示。
具体地，所述在线监测装置还包括：
告警模块，所述告警模块包括：
越限监测单元，用于获取越限数据；
赋值单元，用于对所述越限数据对应的监测对象进行赋值；
告警单元，用于根据赋值进行告警；
数据封锁模块，用于根据预设规则对赋值动作进行封锁，以使得赋值都工作对于分析模块不可见并且不影响分析模块的分析结果。
本发明实施例中列举如下示例：
对于数量众多的主变功率因数和母线电压的监视点，(功率超过了额定功率)越限告警功能必不可少，调度员在运行监控过程中为了避免频繁告警，比如母线停电、主变停电、设备跳闸等情况下的功率因数越限和电压越限，需要对一些数据进行封锁，为了保证封锁后的数据不会对合格率的自动统计功能产生影响，可以使用本实施例中提及的告警模块和数据封锁模块。
在所述告警模块和数据封锁模块中，比如当有设备越限时对变电站赋值“1”，告警功能通过读取变电站的数字“1”进行告警判断，而数据封锁不是对原始数据进行封锁，仅仅对变电站的赋值进行封锁，不影响后续的判断统计功能的实现，完美的实现了数据封锁与合格率自动统计的完美结合
所述分析模块中母线电压合格率的判定标准包括：
带地区供电负荷的变电站10kVA类母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0％～+7％；
电压降为系统额定电压的30％及以下即3kV及以下时，认为是属于检修工作等带来的数据异常，按合格处理。
所述分析模块中包括：
变电站电压参数计算模块、电网电压参数计算模块、变电站主变功率因数计算模块以及电网主变功率因数计算模块。
具体地，所述变电站电压参数计算模块包括：
变电站日电压合格率计算单元，用于按照下述公式计算变电站日电压合格率：(1-日电压不合格的总点数/日电压采集总点数+日电压降为系统额定电压的30％及以下的总点数/日电压采集总点数)*100％。
变电站月电压合格率计算单元，用于按照下述公式计算变电站月电压合格率：(1-月电压不合格的总点数/月电压采集总点数+月电压降为系统额定电压的30％及以下的总点数/月电压采集总点数)*100％。
变电站年累电压合格率计算单元，用于按照下述公式计算变电站年累电压合格率：(1-统计周期内电压累计不合格总点数/统计周期内电压采集总点数+统计周期内电压累计降为系统额定电压的30％及以下的总点数/统计周期内电压采集总点数)*100％。
具体地，所述变电站主变功率因数计算模块包括：
变电站主变功率因数日合格率计算单元，用于根据下述公式计算变电站主变功率因数日合格率：(1-变电站主变功率因数日不合格的点数/日采集总点数+负荷高峰时段变电站主变功率因数为0.3及以下的日采集总点数/日采集总点数)*100％；
变电站主变功率因数月合格率计算单元，用于根据下述公式计算变电站主变功率因数月合格率：(1-变电站主变功率因数月不合格的点数/月采集总点数+负荷高峰时段变电站主变功率因数为0.3及以下的月度采集总点数/月采集总点数)*100％；
变电站主变功率因数年累合格率计算单元，用于根据下述公式计算变电站主变功率因数年累合格率：(1-统计周期内变电站主变功率因数累计不合格的点数/统计周期内采集总点数+统计周期内负荷高峰时段变电站主变功率因数为0.3及以下的年累计采集总点数/统计周期内采集总点数)*100％。
具体地，所述电网电压参数计算模块具体用于进行如下计算：电网10kV A类母线日电压合格率：
Figure BDA0001451117270000071
(日电压合格率)/n,其中n为10kVA母线条数。电网10kVA类母线月电压合格率：
Figure BDA0001451117270000072
其中n为10kV母线条数。电网10kVA类母线年累计电压合格率：
Figure BDA0001451117270000073
其中m为电压合格率统计月数。
具体地，所述电网主变功率因数计算模块具体用于进行如下计算：电网主变功率因数日合格率：
Figure BDA0001451117270000074
(变电站主变功率因数日合格率)/n，其中n为变电站座数。电网主变功率因数月合格率：
Figure BDA0001451117270000075
其中n为变电站座数。电网主变功率因数年累合格率：
Figure BDA0001451117270000076
其中m为主变功率因数合格率统计月数。
进一步地，所述分析模块还能够用于实施主变高压侧功率因数计算公式：
Figure BDA0001451117270000077
P为主变高压侧的有功功率，Q为主变高压侧的无功功率。主变功率因数合格率的判定标准：220kV～35kV变电站主变高压侧功率因数在负荷高峰时段8：00——22：00应不低于0.95(预留修改权限)；在负荷低谷时段22：00(不包括22:00)——次日8：00(不包括8:00)应不高于0.99。特殊情况负荷高峰时段，全站检修或者故障全停，主变功率因数为0.3及以下算合格，采样点主变功率因数按合格处理。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种主变功率因数及母线电压数据在线监测装置，其特征在于，所述在线监测装置包括分布式数据采集模块以及中心监控模块，所述分布式数据采集模块与所述中心监控模块通信连接；
所述分布式数据采集模块用于采集35KV及以上变电站的10KV A类母线电压，以每个变电站的每段母线作为一个采集单位，并将采集的结果传输至所述中心监控模块；以及采集35kV及以上变电站的主变高压侧的有功功率和无功功率，以变电站作为一个采集单位，并将采集的结果传输至所述中心监控模块；
在线监测装置还包括：
告警模块，所述告警模块包括：
越限监测单元，用于获取越限数据；
赋值单元，用于对所述越限数据对应的监测对象进行赋值；
告警单元，用于根据赋值进行告警；
数据封锁模块，用于根据预设规则对赋值动作进行封锁，以使得赋值的工作对于分析模块不可见并且不影响分析模块的分析结果；
所述中心监控模块包括：
数据存储区，用于存储所述分布式数据采集模块采集到的数据；
分析模块，用于根据预设的分析方法生成自动生成每个供电局及每个变电站主变功率因数与母线电压合格率的日报表、月报表和/或年报表；
所述分析模块中包括：
变电站电压参数计算模块、电网电压参数计算模块、变电站主变功率因数计算模块以及电网主变功率因数计算模块；
所述分析模块中母线电压合格率的判定标准包括：
带地区供电负荷的变电站10kV A类母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0％～+7％；
所述变电站电压参数计算模块包括：
变电站日电压合格率计算单元，用于按照下述公式计算变电站日电压合格率：(1-日电压不合格的总点数/日电压采集总点数+日电压降为系统额定电压的30％及以下的总点数/日电压采集总点数)*100％；
变电站月电压合格率计算单元，用于按照下述公式计算变电站月电压合格率：(1-月电压不合格的总点数/月电压采集总点数+月电压降为系统额定电压的30％及以下的总点数/月电压采集总点数)*100％；
变电站年累电压合格率计算单元，用于按照下述公式计算变电站年累电压合格率：(1-统计周期内电压累计不合格总点数/统计周期内电压采集总点数+统计周期内电压累计降为系统额定电压的30％及以下的总点数/统计周期内电压采集总点数)*100％；
展示模块，用于向调度员实时展示监测结果。
2.根据权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于，所述展示模块的展示内容包括：
监测地区显示区，用于显示各个监测地区的信息；
主变功率因数显示区，用于显示各个监测地区对应的主变功率因数以便于调度员快速定位主变功率因数不合格的监测地区；
低压母线电压显示区，用于显示各个监测地区对应的低压母线电压以便于调度员快速定位低压母线电压不合格的监测地区。
3.根据权利要求2所述的在线监测装置，其特征在于：所述展示模块的展示内容还包括：
纵向信息显示模块，用于以被监测对象为主体，显示主变功率因数与母线电压合格率的相关报表；
横向信息显示模块，用于以统计结果的形式显示对于全体监测地区的监测结果。
4.根据权利要求3所述的在线监测装置，其特征在于：所述横向信息显示模块以柱状图形式进行显示。
5.根据权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于，所述变电站主变功率因数计算模块包括：
变电站主变功率因数日合格率计算单元，用于根据下述公式计算变电站主变功率因数日合格率：(1-变电站主变功率因数日不合格的点数/日采集总点数+负荷高峰时段变电站主变功率因数为0.3及以下的日采集总点数/日采集总点数)*100％；
变电站主变功率因数月合格率计算单元，用于根据下述公式计算变电站主变功率因数月合格率：(1-变电站主变功率因数月不合格的点数/月采集总点数+负荷高峰时段变电站主变功率因数为0.3及以下的月度采集总点数/月采集总点数)*100％；
变电站主变功率因数年累合格率计算单元，用于根据下述公式计算变电站主变功率因数年累合格率：(1-统计周期内变电站主变功率因数累计不合格的点数/统计周期内采集总点数+统计周期内负荷高峰时段变电站主变功率因数为0.3及以下的年累计采集总点数/统计周期内采集总点数)*100％。
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