智能終端數據接入配電網調度技術支持系統的方法及應用

趙 新,張弼弛

(國網松原供電公司,吉林 松原 138000)

0 引言

隨著電網建設的不斷深入,配電網的網架結構不斷趨于合理,但是對于配電網終端設備的監測方法卻缺乏有力支撐,為實現現有的自動化系統數據的互聯互通,有效地利用基礎數據,實現配電線路已有裝置的深度挖掘和利用[1]。2018年國家電網公司全面推進配電網自動化圖模系統,國網松原供電公司建成了省內第一家調配一體化平臺,并完成了松原地區市區99條、農網401條10 kV配電網線路圖模的建設工作,但是由于現場沒有配電終端采集裝置,導致配電變壓器運行數據無法自動監測[2]。造成配電網自動化圖模系統無法起到指揮平臺的作用,所以急需將D5000平臺下的配電網自動化圖模進行激活,解決這種配電網的“盲指”現狀,可以有效降低配電網運行故障率,提高配電網運營效率,提升配電網狀態感知能力。

1 智能終端數據接入

1.1 接入架構

1) 外網服務器數據文件(cime-e)的生成,并定時傳送至松原生產控制大區Ⅰ區前置服務器。

2) 生產控制大區Ⅰ區對文件進行解析,并與現場智能設備對應,匹配有效數據。

3) 保證智能設備回傳數據的連續性、及時性。

1.2 系統架構

智能隔離裝置通過虛擬專用網絡(virtual private network,VPN)無線通道進行配電網運行實時數據傳輸,為了便于運檢部統一管理、統一維護,實現配電網線路“可觀、可測”的目標,現擬將354臺智能終端數據接入配電網自動化系統平臺,從而建立安全配電網數據中心,實現統一、安全接入。

現場柱上智能開關設備通過移動接入點(access point name,APN)專網進行傳輸,國網松原供電公司在外網服務器前部署入口防火墻,保證數據安全,再經過縱向加密裝置的加解密,通過電網專線接入局內公網前置服務器,將非標準的協議轉換為標準104協議數據,并且生成e文件,接著通過反向隔離裝置將e文件傳輸到內網前置服務器,將e文件解析為標準104報文推送至配電網服務器,將實時數據傳輸至配電網自動化系統平臺,具體數據傳輸流程見圖1。

圖1 數據傳輸流程

2 數據傳輸與解析

2.1 數據傳輸方式

本項目采用e文件傳輸方式[3]。Webservice跨區傳輸方式需要調整系統結構,而國網松原供電公司現有的系統硬件水平不足以滿足應用條件,運用Webservice傳輸方式會導致現有應用系統運行壓力大,所以結合系統應用實際,為了避免對用電采集系統產生額外運行壓力,在滿足安全防護要求的條件下,采用e文件轉發方式,實現多源數據的安全接入。

2.2 數據文件解析

1) 實現智能終端協議數據轉換為標準104協議數據;智能終端有自定義協議以及非標準104協議,通過無線通道傳輸數據,需要將自定義協議以及非標準104協議傳輸的遙測、遙信等數據通過解析,依托104點表信息,然后根據標準104協議格式轉換為標準104協議,以供D5000系統可識別。

2) 完成標準104數據的e文件封裝以及解析;依托e文件的數據格式,并且結合D5000系統的要求,將標準的104協議數據封裝為e文件,e文件通過反向隔離裝置進入內網之后,通過將e文件解析為標準104協議數據推送至D5000系統前置機,接入配電自動化系統。

3) 實現智能終端數據接入D5000系統前置服務;外網APN安全通道數據傳輸、防火墻安全數據防護、反向隔離e文件內網推送。

3 實現的功能

國網松原供電公司現有10 kV配電線路426條,分支線路4 746條,柱上智能開關354臺,智能開關數據信息以安全接入區模式接入配電網調度技術支持系統,實現對354臺智能開關的數據監測。經過各項測試,數據轉發系統在功能上達到了預定目標,通過對現有智能設備數據深度挖掘利用,包括地域區分、配電網線路故障統計,實時電流監測,月度最大負荷統計、停電時長統計等。

3.1 運行情況監測

實時監測電流、電壓、開關狀態等,平臺可以實現遙信及遙測功能,5 min進行1次數據遙測,這些數據在平臺內進行儲存,可以存儲1年的數據,數據可展示為曲線形式和列表形式,曲線形式可直觀地看到1天線路負荷的走勢,列表形式數據統計可輔助線路故障分析。

3.2 故障隔離與告警

當線路發生短路故障時,通過手機短信把故障相別、故障類型及故障時間快速推送給運行維護人員,進行實時告警,運行維護人員可以通過短信提示主動快速處理故障,極大縮短了故障處理時間;當線路發生接地故障時,通過短信提示,運行維護人員拉開接地線路分段開關進行巡線,同時恢復非故障區段的供電,大大提升供電可靠性。該功能提高了專業部門在狀態監測、故障研判及預警過程中的工作效率,使搶修過程化被動等待為主動出擊。

3.3 故障查詢

可展示1個月內線路故障次數,點擊故障摘要,平臺會自動彈出相應的拓撲圖。故障查詢功能可記憶1年的故障數據,可為線路的管理以及建設提供依據。

3.4 報表統計

報表統計功能可展示本月此條線路各相最大電流值、平均電流值、停電時長以及供電可靠率,方便對10 kV配電網線路數據的統計。建設統一數據管理平臺,為接入配調圖模系統做好充足的數據準備,解決目前對10 kV線路盲調的難題,同時提升配電網自動化水平。

4 應用成效

4.1 應用情況

國網松原供電公司10 kV配電網線路共有智能終端354臺,覆蓋91條線路,設備在線率98%,智能終端裝置為基層人員提供了電網運行實時數據,解決了基層人員在實際生產與管理過程中遇到的問題。調度人員經過對現有智能設備的深度挖掘,在不增加硬件投資的前提下,實時掌握線路的運行情況,配合基層人員進行故障分析、故障處理,故障處理時限由平均2.5 h縮短為1 h,極大地提高了配電網供電可靠性,縮短了搶修時長。2021年縣公司配電網修理票數量同比有較大上升,同比增長11 668張,安全責任得到有效落實。搶修票、報修票對應一致率,由一季度的94.6%提升到二季度的99.2%,小型分散作業規范性得到進一步加強。

4.2 管理效益

通過對現有配電網智能終端設備數據的綜合利用,能夠快速感知配電網線路的運行情況,對線路實際運行情況進行及時掌握,給調度以及管理人員提供可視數據,在分析故障問題時,能夠提供有效數據支撐,解決目前的“盲調”難題,甚至通過記憶數據在線路改造過程中提供必要的理論依據。

5 結束語

智能終端數據接入配電網調度技術支持系統的方法與應用實現了智能終端的數據監測與展示,充分發揮了現有數據價值,該系統實現管理和技術方法的創新突破,擴大配電網設備監測信息覆蓋面,通過大數據共享,打破了專業間的界限,解決了生產專業的實際需求,提升了配電網的精益化管理水平[4]。國網松原供電公司應用此方法,為配電網的安全生產工作提供了有利的依據。目前國網松原供電公司配電網調度技術支持系統建設與擴展應用成果已在五縣一區成功上線應用,該成果已形成信息跨區傳輸及模塊設計專業規范,具有通用性、可移植性。