CN206340060U - 一种基于大数据的供电低电压智能系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种基于大数据的供电低电压智能系统，属于供电管理领域。系统包括营销地理信息GIS数据存储与读取单元（1）、用户用电信息存储器（2）、供电半径比较模块（3）、低电压比较模块（4）、中央控制单元（5）和输出模块（6）。本实用新型通过对低压用户用电数据和配电变压器负荷的计算，配合GIS信息，确定变压器调档、负荷转移、增容、供电线路改造、新增变压器等解决低电压的方案。克服了传统布点消缺方式的滞后性和随意性，满足变压器布点效率最大化，设计规范化，用较少的变压器实现优质供电的要求。可为配电网改造、供电方案制定、配电优化运行、配电网规划建设等业务提供可靠的数据支撑及综合的数据处理。

Description

一种基于大数据的供电低电压智能系统
技术领域
本实用新型涉及供电管理领域，尤其涉及一种基于大数据的供电低电压智能系统。
背景技术
改革开放以来，随着我国国民经济的迅速发展，人民生活水平不断提高，特别是广大农村地区的人民日子越过越好，家电及农机具的使用越来越广泛，农村用电需求量也在快速增长，尤其是单相设备的大量投入使用，使得配电台区负荷激增，导致主配电变压器容量不够。另一方面，由于缺乏合理的配电网规划，当初郊区、农网的设计标准较低，存在配电台区供电半径大、线路导线线径细、有功功率损耗过大、运行时间长等问题，造成末端电压损失偏大，常常引起线路末端用户电压不能满足正常的生产需要的问题。另外，当时布设的线路无功欠补严重，三相负荷严重不平衡，同样也造成电压损失严重。同时，线路低电压状况也会随着时间、地域、季节的不同而改变，呈现多样和复杂的特性，成为多年来摆在供电企业面前的技术难题。
同样，在城市，由于经济的快速发展和生活水平的提高，居民用电负荷迅速增长，部分老城区也出现了低电压现象，严重影响居民正常用电，给居民的生产和生活带来了不便。
供电末端电压偏低一直是困扰居民用电特别是城市老旧小区和农村地区居民用电的老大难问题。随着居民家庭电气化程度以及生活品质的提高，空调、冰箱、洗衣机、电饭煲、电热水器、电视机、电脑等电器大量使用，低电压问题也更加突出。
实用新型内容
为了解决供电线路末端用户低电压的问题，本实用新型的目的在于采用大数据分析技术，结合营销地理信息系统（Geographic Information System，GIS），提供了一种基于大数据的低电压智能系统，解决供电线路末端用户电压偏低的问题。该实用新型的具体结构如下。
为实现上述目的，本实用新型提供一种基于大数据的供电低电压智能系统，其特征在于，包括：营销地理信息GIS数据存储与读取单元、用户用电信息存储器、供电半径比较模块、低电压比较模块、中央控制单元和输出模块；
营销地理信息GIS数据存储与读取单元的输出端连接供电半径比较模块的输入端，用户用电信息存储器的输出端连接低电压比较模块的输入端，供电半径比较模块和低电压比较模块分别连接中央控制单元的两个输入端，中央控制单元的输出端连接输出模块。
所述的中央控制单元为计算机或中央服务器。
所述的供电半径比较模块包括第一比较器，将输入的营销地理信息GIS数据中的用户供电距离与变压器工作半径进行比较，筛选出低电压用户及其供电范围存在重合部分的其他轻载变压器。
其中第一比较器为数值比较器，其中数值比较器可选74LS85。
所述的低电压比较模块包括第二比较器，将用户用电信息存储器中存储的用户终端电压信息与额定电压进行比较，筛选出低电压用户。其中第二比较器为LM339。
本系统通过分析用户用电信息采集系统用户终端电压等相关信息，基于营销地理信息系统(Geographic Information System，GIS)，借助潮流计算工具，综合变压器供电范围、线路损耗等因素，实现对用户终端处于低电压状态的变压器进行及时响应。根据变压器的供电能力以及当前变压器网络节点之间的关系对低电压用户进行分析处理，确定变压器调档、负荷转移、增容、线路改造、新增变压器等具体解决措施。由于响应时综合考虑了供电半径、线路损耗、用户用电信息、变压器负荷等数据，本系统输出的供电调整方案更加精确，能够为配电智能管理、配电网规划建设等业务领域提数据支撑以及综合的数据处理，克服了传统布点消缺方式的滞后性和随意性，实现变压器布点效率最大化，设计规范化，用较少的变压器实现优质供电。
本实用新型和现有技术相比，具有如下技术效果：
1、本实用新型借助低电压比较模块根据用户用电信息对变压器在用户终端的实际电压进行检测，筛选低电压用户，同时借助供电半径比较模块根据营销地理信息系统GIS数据筛选出低电压用户以及与其供电范围（供电范围即供电半径所及的区域）存在重合部分的其他轻载变压器。之后通过中央控制单元对低电压用户和变压器距离进行匹配，确定低电压解决方案。由于本实用新型对低电压进行调整之前主动查询GIS数据和存储的用户用电信息，根据变压器的供电能力以及当前变压器网络节点之间的关系，综合变压器网络的结构特征（配网GIS数据）和用户负荷（用户用电信息），因而能够及时地用最小的代价解决低电压问题。克服了传统布点消缺方式的滞后性和随意性的缺点，实现变压器布点效率最大化，设计规范化，用较少的变压器实现较大的供电效率。
2、本实用新型中，中央控制单元可以根据系统数据量、计算量的不同，选择适合当前需求的计算机或中央服务器完成计算。输出模块根据计算结果输出相应的方案，可以选择就地调整（包括调档、增容、线路改造），或者负荷转移，或者新增变压器，输出方式灵活。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本实用新型的实施例一起，用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型所述供电低电压智能系统架构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示的一种基于大数据的供电低电压智能系统，其特征在于，包括：营销地理信息GIS数据存储与读取单元1、用户用电信息存储2、供电半径比较模块3、低电压比较模块4、中央控制单元5和输出模块6；
营销地理信息GIS数据存储与读取单元1的输出端连接供电半径比较模块3的输入端，用户用电信息存储器2的输出端连接低电压比较模块4的输入端，供电半径比较模块3和低电压比较模块4分别连接中央控制单元5的两个输入端，中央控制单元5的输出端连接输出模块6。
所述的低电压比较模块4包括第二比较器，第二比较器可选用LM339。第二比较器将用户用电信息存储器2中存储的用户终端电压信息与额定电压进行比较，筛选出低电压用户。而本模块所筛选出的低电压用户可能由于超出轻载变压器的工作半径而不能进行负荷转移，因而在筛选出低电压用户之后还需要中央控制模块5综合供电半径比较模块3的输出数据计算负荷转移。
所述的供电半径比较模块3包括第一比较器，将输入的营销地理信息GIS数据中的用户供电距离与变压器工作半径进行比较，筛选出低电压用户及其供电范围存在重合部分的其他轻载变压器。此处所选出的变压器可能由于本身输出的电压在到达用户终端时已经达不到额定电压的要求而不适合接受负载，因而需要中央控制模块5结合低电压比较模块4的判断进行负荷转移。所述的第一比较器为逻辑比较电路或串联的数值比较器，其中数值比较器可选用74LS85。
所述的中央控制单元5根据系统数据量、计算量的不同，选择适合当前需求的计算机或中央服务器。中央控制单元5根据低电压比较模块4筛选出的低电压用户和供电半径比较模块3所筛选出的需要进行线路改造的低电压用户及周围的轻载变压器，综合变压器网络的结构特征（GIS数据）和变压器输出至用户终端的电压值，选择调档、增容、增加变压器、转移低电压负荷或者改造现有线路等不同方式解决低电压问题。由于供电半径比较模块3和低电压比较模块4会主动查询GIS数据和存储的用户用电信息，并对用户用电情况进行预测，因而可以及时响应低电压，甚至在用户端还没有受低电压影响时就对可能的情况作出预警并提供详细的解决方案。因而本申请克服了传统布点消缺方式的滞后性和随意性的缺点，实现变压器布点效率最大化，设计规范化，用较少的变压器实现较大的供电效率。
输出模块7根据中央控制单元5处理的结果，可以选择通过调整变压器档位实现对供电低电压的响应，可以在不改变原有线路的状态下，无需人工，自动拉高原先低电压用户终端的电压；也可选择负荷转移、增容、线路改造或新增变压器方式实现对供电低电压的响应。
本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于大数据的供电低电压智能系统，其特征在于，包括：营销地理信息GIS数据存储与读取单元(1)、用户用电信息存储器(2)、供电半径比较模块(3)、低电压比较模块(4)、中央控制单元(5)和输出模块(6)；
营销地理信息GIS数据存储与读取单元(1)的输出端连接供电半径比较模块(3)的输入端，用户用电信息存储器(2)的输出端连接低电压比较模块(4)的输入端，供电半径比较模块(3)和低电压比较模块(4)分别连接中央控制单元(5)的两个输入端，中央控制单元(5)的输出端连接输出模块(6)；
其中，所述的供电半径比较模块(3)包括第一比较器，所述低电压比较模块(4)包括第二比较器，所述第一比较器用于将输入的营销地理信息GIS数据中的用户供电距离与变压器工作半径进行比较，筛选出低电压用户及其供电范围存在重合部分的其他轻载变压器，所述第二比较器用于将用户用电信息存储器(2)中存储的用户终端电压信息与额定电压进行比较，筛选出低电压用户；
所述第一比较器与所述第二比较器均为数值比较器。
2.如权利要求1所述的基于大数据的供电低电压智能系统，其特征在于，所述的中央控制单元(5)为计算机或中央服务器。
3.如权利要求1所述的基于大数据的供电低电压智能系统，其特征在于，所述的数值比较器为74LS85。
4.如权利要求1所述的基于大数据的供电低电压智能系统，其特征在于，所述的第二比较器为74LS85。
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