CN204190487U - 用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置 - Google Patents
用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置，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与处理中心，两者通过互联网络实现级联。微机系统包括分析模块、存储器与显示器，处理中心包括调度模块与预警模块。本实用新型实现了农电配送台区负荷数据采集、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
本实用新型涉及用电负荷管理装置技术领域，尤其涉及用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置。
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，尤其是对于农电配送的台区系统，负荷特性指标较差，日谷峰负荷往往相差数倍，年最大谷峰负荷甚至相差十几倍，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，能够实现农电配送台区负荷数据的采集、传输、分析。
申请号为201120194102.3的实用新型专利涉及一种配电网数据采集通信装置,包括馈线终端装置或数据传输单元、无线网络用户终端,其特征在于在馈线终端装置或数据传输单元与无线网络用户终端之间,连接有多接口交换机,多个馈线终端装置或数据传输单元与交换机的多个接口相连接,交换机与一个无线网络用户终端相连接。本实用新型通过多接口交换机可以实现一个无线网络用户终端与多个馈线终端装置或数据传输单元的连接,使一个CPE同时为多个FTU或DTU提供无线通信通道,从而可以大量节省基站用户接入数量,减轻基站工作负荷,节省基站建设投入。
申请号为201010268772.5的发明专利提供了一种中低压配电网统一数据采集与监控系统,包括智能采集终端、数据通信与传输系统、实时数据处理模块、数据接口服务模块、用户用电信息管理与监控模块、智能配电台区管理与监控模块,智能采集终端采集用户用电信息和配电台区运行及状态等实时信息,经数据通信与传输网络系统,送至实时数据处理模块中的实时/历史数据库中进行统一管理,根据需求将实时/历史数据经数据接口服务模块为用户用电信息管理与监控模块、智能配电台区管理与监控模块以及其他相关应用系统提供实时的综合数据支撑,通过对电力用户和配电台区运行信息和状态参数的实时采集与分析,可将智能配电台区纳入中低压配电网自愈控制和经济运行范畴,对终端用户实现实时负荷分析、实时电价管理,实现需求侧响应等互动应用功能。
申请号为200510077651.1的发明专利公开了一种农村低压配电网自动化监控装置,包括上位管理机和下位机,其电路结构主要分为GSM通信单元、单片机程序控制单元、终端采集单元、三相电流-电压采样单元、继电器单元、配变状态检测单元和电源电路这几个部分,采用这种装置不但能对农村低压配电网的运行状况实现远程监控,而且还同时适用于电力用户的负荷监测与监控。
上述系统或装置，其目的均在于改进配电网数据的采集通信与实时监控，但为更好实现电力优质服务，提升客户满意度，最好将电网数据采集与数据分析管理相结合，并形成一种台区网络系统，得到综合性的有益效果。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置，通过对台区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，提高台区电网运行效率，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：用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置，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与处理中心，两者通过互联网络实现级联。
所述微机系统包括分析模块、存储器与显示器，所述处理中心包括调度模块与预警模块。
所述调度模块为电力调度系统，所述预警模块包括基础数据采集预警模块、线路过负荷在线预警模块、台区过负荷预警模块、电压电流及三相不平衡预警模块、防窃电预警模块与线损异常预警模块。
本实用新型在采集到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处理模块，由处理模块对预测到的电力负荷数据进行处理，根据数据处理结果向控制模块发出相应的控制信号，例如预测到电力负荷增加时，由调度系统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，由调度系统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。
实用新型实现的前提在于农电配送台区负荷数据的采集，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、处理中心来实现，两者通过互联网络级联，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。
处理中心包括调度模块与预警模块，调度模块为电力调度系统，一般在出现整体较大的偏差时采用，而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，预警类型包括基础数据采集预警、线路过负荷在线预警、台区过负荷预警、电压电流及三相不平衡预警、防窃电预警与线损异常预警等几大部分。
本实用新型中，负荷数据采集传输分析装置，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农电配送台区的负荷数据采集、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，用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置，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与处理中心5，两者通过互联网络实现级联。
微机系统包括分析模块6、存储器7与显示器8，处理中心包括调度模块9与预警模块；调度模块为电力调度系统，预警模块包括基础数据采集预警模块10、线路过负荷在线预警模块11、台区过负荷预警模块12、电压电流及三相不平衡预警模块13、防窃电预警模块14与线损异常预警模块15。
因为是针对各个实体的数据台区，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，以确定电网调度系统的调节范围，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调度系统，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，调度系统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，得出与各台区的调节负荷值PC，并通过光纤网络周期性下发，发送周期可设为2小时。
调度模块即电力调度系统，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，预警类型包括基础数据采集预警、线路过负荷在线预警、台区过负荷预警、电压电流及三相不平衡预警、防窃电预警与线损异常预警等几大部分。
实施例二
如图1所示，用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置，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，以确定电网调度系统的调节范围，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调度系统，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，调度系统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，得出与各台区的调节负荷值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，用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置，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，以确定电网调度系统的调节范围，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调度系统，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，调度系统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，得出与各台区的调节负荷值PC，并通过光纤网络周期性下发，发送周期可设为1小时。
Claims (6)
1.用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置，其特征在于：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所述的用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置，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。
3.如权利要求1或2所述的用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置，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。
4.如权利要求1或2所述的用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置，其特征在于：所述后台处理单元包括微机系统与处理中心，两者通过互联网络实现级联。
5.如权利要求4所述的用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置，其特征在于：所述微机系统包括分析模块、存储器与显示器，所述处理中心包括调度模块与预警模块。
6.如权利要求5所述的用于农电配送台区的负荷数据采集传输分析装置，其特征在于：所述调度模块为电力调度系统，所述预警模块包括基础数据采集预警模块、线路过负荷在线预警模块、台区过负荷预警模块、电压电流及三相不平衡预警模块、防窃电预警模块与线损异常预警模块。
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