CN204156611U - 一种智能配电网数据管理及分析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能配电网数据管理及分析装置，包括终端采集单元、数据传输单元和后台处理单元，终端采集单元包括数字化电表和数据集中器，若干数字化电表呈星形分布与一个数据集中器连接，后台处理单元包括微机系统，微机系统包括分析模块、存储器与显示器。本实用新型实现了智能配电网负荷数据采集、传输、分析，具有实时性，可以采集大量的电力负荷类数据，并且能存储若干年的历史数据以建立完备的本级电网运行参数数据库，操作便捷、使用寿命长、免维护和运行成本极低，监控电表运行情况，与电表起到相互补充的作用，值得广泛推广与使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电网数据管理系统技术领域，尤其涉及一种智能配电网数据管理及分析装置。
背景技术
目前，电力建设的规划、供电系统的增容扩建、配电系统的改造以及电能供送的调配，主要以各级专家或技术人员的经验概略估测为依据，由于缺乏详实的电能监测信息，项目建设及改造调整往往与实际需要的匹配性交叉，造成电能供应不足，系统长期超负荷运行，或电能供应过剩，直接带来设备故障频发，造成不必要的经济损失，给配电管理和设备运行管理带来极大的困难，因此需要有一种装置或系统，能够实现智能配电网数据的采集、传输、分析。
申请号为201110220004.7的发明提供了一种智能配电网的风险分析管理方法与系统，用以解决现有技术中对电网安全生产风险的分析不能全面覆盖电网安全生产的可能风险的问题。该方法包括：电网数据管理中心通过信息交互总线调取多个包含电网数据的系统中的电网数据；电网数据管理中心利用电网数据进行电网风险分析，取得电网风险分析结果数据；电网数据管理中心通过信息交互总线接收包含电网风险分析结果数据的服务请求，并通过信息交互总线对该服务请求做出服务响应。采用本发明的技术方案，有助于提高电网风险分析的精确性和可靠性，同时实现了多平台的信息交互与共享。
申请号为201210405589.4的发明涉及配电自动化系统中电能质量监测与分析系统，包括数据采集子站、监测与分析平台和数据管理公共服务平台，其中，所述数据采集子站包括文件采集模块和接口模块，所述文件采集模块接收PQDIF数据文件，所述接口模块通过IEB信息交互总线转发数据；所述监测与分析平台用于读取所述电力系统实时控制区存储的PQDIF数据文件，并进行分析；所述数据管理公共服务平台将数据进行存储以供查询。本发明构建开放式的电能质量支撑平台，系统的结构清晰，后续功能完善能够轻松实现，组件化的设计方法保证了系统的标准化和开放性，实现应用模块和平台服务的“即插即用”。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种智能配电网数据管理及分析装置，通过对配电网负荷数据信息的采集及实时传输，一方面防止因过负荷或欠负荷等原因造成设备损坏，另一方面可以对数据进行分析，参与协助最优服务方案的制定，提高配电网电网运行效率，提升用户满意度。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种智能配电网数据管理及分析装置，包括终端采集单元、数据传输单元和后台处理单元，所述终端采集单元包括数字化电表和数据集中器，若干数字化电表呈星形分布与一个数据集中器连接；所述数据传输单元包括无线电收发电台，若干所述数据集中器呈纵线网分布与一个所述无线电收发电台连接。
所述数据传输单元分别同所述终端采集单元、所述后台处理单元实现专用信号端口对接。
所述终端采集单元与所述后台处理单元通过所述数据传输单元实现远程无线连接。
所述数字化电表为单相载波表和/或三相四线载波表。
所述后台处理单元包括微机系统，所述微机系统包括分析模块、存储器与显示器。
本实用新型在采集到智能配电网控制区域的每一时段的电力负荷数据后，将该电力负荷数据发送至后台处理单元，由后台处理单元对预测到的电力负荷数据进行处理，根据数据处理结果发出相应的控制信号，例如预测到电力负荷增加时，发出增大输出电力功率的控制信号，预测到电力负荷减小时，发出减小输出电力功率的控制信号，从而实现对发电设备的输出电力功率进行控制，避免了由调令延滞导致大量电力无法被使用而浪费、或是无法实现电力高峰时电力亏欠等问题。
本实用新型实现的前提在于智能配电网负荷数据的采集，采用的是发散式的网状拓扑结构，即由若干数字化电表呈星形分布与一个数据集中器连接，数字化电表根据每个测量的具体情况，选取单相载波表和/或三相四线载波表的任意一个或其组合，当数据传输单元采用无线方式时，数据集中器的末端应当连接与无线电收发电台互联的无线传输模块，如GSM发射端；当数据传输单元采用非无线传输方式时，各集中器与后台处理单元之间采用专用信号端口对接。
本实用新型实现的核心在于负荷数据的应用，包括数据传输后的分析过程与处理过程，分别通过后台处理单元中的微机系统来实现，其中，微机系统包括分析模块、存储器与显示器，分析模块一方面通过调用存储器中的原始标准数据，实现采集数据与标准数据的对比，并通过计算得出是否出现较大偏差，另一方面，对当前数据进行归并处理，包括数据报表及3D曲线图的生成，数据报表生成是以召测回来的时间堆垒的方式，在一个表格上以分时的方式列出所测的数据；3D曲线图是将电流、电压、电能、功率因数都以彩色折线的3D曲线，表示出数据库存储时间宏观曲线，并冠以当时定量的数字标出拐点值；数据存储器是对进入数据库存储的全部数据按照硬盘容量的大小以若干年为单位转存，对于期内发生的电流、电压、电能、功率因数等最大峰值有堆垒的时间纪录，对于断电、缺相都有时间纪录；显示器是对当前分析所得的数据类型、报表、图形及偏差分析结果进行实时显示，以方便工作人员的实时监控。
本实用新型中，一方面对控制区域的历史统计资料进行收集，获取过去数个预测周期内的最大负荷、最小负荷、平均负荷、负荷变化系数等等信息，从而根据上述信息预测到下一周期的每一时段的电力负荷，并通过收集节点用户的基本数据，评估这些数据因素对电力负荷的影响，作出电力负荷的趋势分析。
本实用新型实现了可用于智能配电网的负荷数据采集、传输、分析，具有实时性，可以采集大量的电力负荷类数据，并且能存储若干年的历史数据以建立完备的本级电网运行参数数据库，为电网建设及安全提供可靠依据，根据这些数据可以提前展开预见性工作，并可以通过供电链路的用电量分析，提供供电链路的线路损耗，为减少线损提供依据，也可根据管理需要对局部供电区域的用户用电情况进行核算，减少供电计费损失，本实用新型操作便捷、使用寿命长、免维护和运行成本极低，还可以监控电表的运行情况，与电表起到相互补充的作用，其综合性的应用使采集的数据更准确。
附图说明
图1是本实用新型系统结构图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，一种智能配电网数据管理及分析装置，包括终端采集单元、数据传输单元3和后台处理单元，终端采集单元包括数字化电表1和数据集中器2，若干数字化电表1呈星形分布与一个数据集中器2连接；数据传输单元3分别同终端采集单元、后台处理单元实现专用信号端口对接；数字化电表为单相载波表；后台处理单元包括微机系统4，微机系统包括分析模块5、存储器6与显示器7。
因为是针对各个实体的数据配电网，所以负荷数据进入分析模块后，可以依托于GIS系统进行数据的前期归拢，系统GIS在本装置上的应用方式，是将各个区域的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷和生产及管理等核心业务连接形成电力信息化的生产管理的综合信息系统。它提供的电力设备设施信息、电网运行状态信息、电力技术信息、生产管理信息、电力市场信息与山川、河流、地势、城镇、公路街道、楼群，以及气象、水文、地质、资源等自然环境信息集中于统一系统中，通过GIS可查询有关数据、图片、图象、地图、技术资料、管理知识等，更便利于整体的网络化管理。
下面以一个分析周期来进行流程描述：以采样周期为12小时为例，则采样数据包括12小时中所收集到电量负荷数据包括供电量E1、最大负载用电量E2、最小负载用电量E3以及线损功率P0，设供电量E1在采样周期内为稳定供应量，则可以根据电量参数计算平均负荷参数，以及平均负荷极限值的极大值与极小值，周期用电量与时间的比值即为平均负荷，则12小时内平均负荷参数为：平均供电负荷P1=E1/12、最大负载时的用电负荷P2=E2/12、最小负载时的用电负荷P3=E3/12、随后分别计算极大值与极小值，以确定电网后台处理单元的调节范围，则极大值PMAX=K1*(P1-P3+P0),极小值PMIN=K2*(P1-P2)，其中K1、K2为与供电系统额定承载能力相关的系数；经过计算得到各项相关数据后，待上传数据采用TCP/IP 协议，通过光纤以太网络传输至后台处理单元，随后的数据下发过程也利用此方式，从而实现数据的互联交换。
分析过程结束之后，即进入处理过程，后台处理单元收到负荷参数数据后，将数据作为参变量投入电网整体运行要求中，根据整体电网运行的不同时段以及不同负荷量，得出与各配电网的调节负荷值PC，并通过光纤网络周期性下发，发送周期可设为2小时；系统根据调节负荷值，计算得出负荷总偏差值P ’ ，负荷总偏差值P ’ 为最大供电负荷P4、极值负荷P5、调节负荷PC的差值，即P ’ =P4-P5+PC，并根据负荷费用函数F计算负荷修正值为F*P ’ ，在满足负荷偏差补正的前提下，根据成本费用的最优配比原则，确定最优调节修正方案；预警模块主要实现报警处理，对于所测的数据超警示值的，可以以声响、文字、电子地图、手机报警的方式提示值班员和区域负责人。
实施例二
如图1所示，一种智能配电网数据管理及分析装置，与实施例一的不同之处在于，终端采集单元与后台处理单元通过数据传输单元实现远程无线连接；数据传输单元包括无线电收发电台，若干数据集中器呈纵线网分布与一个无线电收发电台连接。
以采样周期为8小时为例，则采样数据包括8小时中所收集到电量负荷数据包括供电量E1、最大负载用电量E2、最小负载用电量E3以及线损功率P0，设供电量E1在采样周期内为稳定供应量，则可以根据电量参数计算平均负荷参数，以及平均负荷极限值的极大值与极小值，周期用电量与时间的比值即为平均负荷，则8小时内平均负荷参数为：平均供电负荷P1=E1/8、最大负载时的用电负荷P2=E2/8、最小负载时的用电负荷P3=E3/8、随后分别计算极大值与极小值，以确定电网后台处理单元的调节范围，则极大值PMAX=K1*(P1-P3+P0),极小值PMIN=K2*(P1-P2)，其中K1、K2为与供电系统额定承载能力相关的系数；经过计算得到各项相关数据后，待上传数据采用TCP/IP 协议，通过光纤以太网络传输至后台处理单元，随后的数据下发过程也利用此方式，从而实现数据的互联交换。
分析过程结束之后，即进入处理过程，后台处理单元收到负荷参数数据后，将数据作为参变量投入电网整体运行要求中，根据整体电网运行的不同时段以及不同负荷量，得出与各配电网的调节负荷值PC，并通过光纤网络周期性下发，发送周期可设为1.5小时。
实施例三
如图1所示，一种智能配电网数据管理及分析装置，与实施例一或实施例二的不同之处在于，数字化电表应用的是三相四线载波表。
以采样周期为4小时为例，则采样数据包括4小时中所收集到电量负荷数据包括供电量E1、最大负载用电量E2、最小负载用电量E3以及线损功率P0，设供电量E1在采样周期内为稳定供应量，则可以根据电量参数计算平均负荷参数，以及平均负荷极限值的极大值与极小值，周期用电量与时间的比值即为平均负荷，则4小时内平均负荷参数为：平均供电负荷P1=E1/4、最大负载时的用电负荷P2=E2/4、最小负载时的用电负荷P3=E3/4、随后分别计算极大值与极小值，以确定电网后台处理单元的调节范围，则极大值PMAX=K1*(P1-P3+P0),极小值PMIN=K2*(P1-P2)，其中K1、K2为与供电系统额定承载能力相关的系数；经过计算得到各项相关数据后，待上传数据采用TCP/IP 协议，通过光纤以太网络传输至后台处理单元，随后的数据下发过程也利用此方式，从而实现数据的互联交换。
分析过程结束之后，即进入处理过程，后台处理单元收到负荷参数数据后，将数据作为参变量投入电网整体运行要求中，根据整体电网运行的不同时段以及不同负荷量，得出与各配电网的调节负荷值PC，并通过光纤网络周期性下发，发送周期可设为1小时。
Claims (5)
1.一种智能配电网数据管理及分析装置，包括终端采集单元、数据传输单元和后台处理单元，其特征在于：所述终端采集单元包括数字化电表和数据集中器，若干数字化电表呈星形分布与一个数据集中器连接；所述数据传输单元包括无线电收发电台，若干所述数据集中器呈纵线网分布与一个所述无线电收发电台连接。
2.如权利要求1所述的一种智能配电网数据管理及分析装置，其特征在于：所述数据传输单元分别同所述终端采集单元、所述后台处理单元实现专用信号端口对接。
3.如权利要求1所述的一种智能配电网数据管理及分析装置，其特征在于：所述终端采集单元与所述后台处理单元通过所述数据传输单元实现远程无线连接。
4.如权利要求2或3所述的一种智能配电网数据管理及分析装置，其特征在于：所述数字化电表为单相载波表和/或三相四线载波表。
5.如权利要求2或3所述的一种智能配电网数据管理及分析装置，其特征在于：所述后台处理单元包括微机系统，所述微机系统包括分析模块、存储器与显示器。
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