姚志军 王天锁 河北邢台供电公司 (054001)
邢台市位于河北省南部,辖两区十五县和两个县级市。邢台已形成电力、机械、轻工、纺织、造纸、食品等七大支柱型企业。世界最大的羊绒基地--清河县,亚洲最大的治金机柑轧辊生产企业--邢机公司,华北最大的板材工业区--邢台县,综合评价全国500家最优企业之一--邢台矿业集团,全国500最佳经济效益企业之一--邢台钢铁有限责任公司,全国500最佳经济效益企业之一--河北晶牛集团。全国三大方便面基地之一--华龙方便面集团,另有颇具规模的汽摩配件基地、再生硬质合金基地、自行车零配件基地、轴承基地、药用枣仁基地、再生玻璃基地等。
经济的发展离不开电力的发展,邢台供电公司是国家大型一档供电企业,在河北电网担负?quot;南电北送,西电东送"的电力传输和邢台市区及所辖17个县(市)的供电任务。直接管辖的110kV和220kV输电线路1970km,220kV变电站10座,110kV变电站50座,变电总容量3830MVA。邢台市区10kV配电线路685km,配电变压器663台,容量140MVA。
1 电量采集在邢台的发展历程
1998年以前,邢台地区电能量采集主要依靠抄表员人工抄表,一般每日或月电费结算日进行手工抄录计量表计的读数,然后上报给用电部门和计划部门的线损分析员,并根据抄录的电度数据进行相应的电量统计、电费计算及线损分析考核计算。传统的手工抄表方式,依赖于抄表员工作特性和工作方式,还会受外界环境的影响,因此很难得到兼顾准确、准时、同时三种特性的电量数据。
根据1996年原电力工业部颁发的《电力工业信息化九五计划与2010年建设纲要》,电力工业信息化的指导思想是:加速实现电力工业信息化,推动电力工业经济增长由粗放型向集约型方向转变。以经济效益为中心,运用现代化手段为电力工业从规划、建设、生产、交换到消费等全过程的经营活动提供优质服务,为电力工业的科学决策提供服务。以市场需求为导向,适应电力工业体制改革的需要,逐步为完善和发展中国电力市场经济体制提供必要的技术基础。
电力企业信息化包括生产过程自动化和管理信息化。实现企业信息化第一步要实现企业生产过程自动化,通过采集在线生产信息,并进行自动控制与处理,比如电力企业的调度自动化系统与远程抄表系统等。生产过程自动化的实现可以显著提高生产效率,减少生产失误,减少工作人员,提高生产质量和数量,从而提高经济效益。第二步是实现企业管理信息化,该系统一般在企业组建运行一段时间、生产过程稳定运行、管理体制基本稳定的情况下开始实施。管理信息化是企业内部的信息系统,其信息直接由在线信息采集系统或生产系统获得,主要内容应包括业务数据处理、共享信息查询、领导辅助决策、办公自动化、Internet使用等功能。企业信息化有利于实现经济方式从粗放型向集约型转变,有利于建立资源优化配置的经济运行体制,有利于调整产品结构、扩大作业空间、降低资源消耗、加速资金周转、引发人员的行为变革和思想革命、开拓市场,提高经济效益。
随着用电管理水平的不断提高,改变以往陈旧的人工抄表方式迫在眉睫,实现抄表自动化取代人工抄表,从根本上解决抄表不到位、估抄、误抄、漏抄等现象以及抄表数据不准时、不同时、不准确等问题。克服了统计数据慢、报表周期长等缺点。为了解决这些问题于1998年提出了实现变电站远抄自动化、改变和加强电量统计和线损分析的实时性及准确性的设想,并决定与国内知名生产厂商合作着手实施这一改革计划。安装了第一代远程自动抄表系统,通过安装于厂站计量点的数据采集器读取电能表的脉冲信号,把电网中各个分散计量点的电量数据实时、准确的记录下来,通过局内电话网,定时、自动的将电量数据传送到主控中心计算机,再经计算机进行数据处理,生成局内用电管理部门所需的各种报表和曲线。该系统可有效的协助用电管理部门进行电量管理,并实现对各条进、出线路功率因数的计算及线损分析。
经过市场调研和方案论证,98年最终选择与北京新鸿基公司合作,对全地区30多座变电站的所有进、出线关口表计进行远程电量采集,其中,220kV站8座和110kV站20多座。系统实现功能如下:
完成35座变电站所有进、出线关口表计的远程电量采集(当时每台采集器最多可采集16路脉冲量);
适当的电能表:全电子电能表、有脉冲输出的电能表、机械电能表(改装加脉冲传感器);
抄表间隔时间可调为15,30,60,120,240,480,720,1440分钟等;
峰、谷时段可编程,最小分度1min,最多可编16个峰、谷时段;
与主站通讯采用电话拨号方式P/T可选,号码可长达24位;
多种方式定时自动通讯,同时支持手动通讯;
通讯速率在300,1200,2400,4800,9600bit/s可调;
主控中心可远程修改参数(时钟、电话号码、通讯控制参数);
在断电时能够长期保存数据;可多路供电,提高了采集器的可靠性;
能够进行电量、电费的日月结算;
能够计算线损及母线平衡状况;
能够计算功率因数;
能够显示及打印直方图、曲线图等各种图表供各管理部门使用。
系统实施运行后,为计量及用电部门提供了及时的电量统计数据,同时为计划部门线损分析管理提供了准确的依据。
随着大规模集成电路的普及和运用,计算机网络和通讯技术的发展,远程电量采集系统的功能也在不断的完善和提高。电量采集系统的软件和硬件因受开发初期技术水平和设备条件限制,随着供电公司经营管理和统计分析等综合应用的拓展,电量采集系统软件的二次开发平台、系统数据服务器、以及操作系统等主要功能和性能指标已经不能满足和适应新的需求。因此提出对公司电量采集系统进行全面升级改造(其中包括硬件系统和软件系统)。
邢台地区新的电量采集系统覆盖全地区60多个变电站以及几个大型电力用户,接近1700多块电度表,全部实现自动抄表。系统中不仅有脉冲采集器,也有许多数字采集器。系统所采集得数据被局内电费、计量、线损、变电等部门综合应用。尤其是计量部门经常通过该系统的数据检查计量装置的工作情况,发现问题及时处理,缩短故障的潜伏期,起到设备故障的计量监督作用。
线损率是衡量线损高低的指标,它综合反映和体现了电力系统规划设计、生产运行和经营管理的水平,是电网经营企业的一项经济技术指标。各电网经营企业要建立适应商业化运营的线损管理制度,将线损率降低到合理的水平,努力提高企业经济效益。由于无功功率影响设备的使用效率,增大了损耗。加大无功的补偿量,在线损管理上,一个110kV的变电站大约一个月可以节约20MWh。为局里挽回了不少损失。
每日、每月可以自动实现下列功能:
全局关口供电量、配电量统计汇总及网损计算;
大用户用电量统计计算;
各供电分公司的供电量统计;
计划/完成电量统计分析;
各站母线平衡、站损、变损统计分析;
各地方电厂的发电量、上网电量、厂用电量统计;
每条线路的电量考核分析;
电量同期比较分析;
计量设备监测;
电流电压监测;
远程预付费控制;
用户负荷实时控制;
谐波自动监测;
电量数据网上发布、直方图、曲线图及饼图显示。
2 新系统的组成
远程电量采集管理系统仍然主要由智能电表数据采集器、通讯控制软件、电量管理分析软件三部分组成。
新系统扩展后将形成一种新型的电力用户需求侧管理信息系统。新系统除了具有传统的抄读电度表有功、无功电量的功能外,还能够抄到智能电度表上的三相电压、三相电流、失压状态及累计时间、电度表时钟、有功/无功功率等实时数据;更重要的是:在新型智能电度表的配合下,新系统还能够实现远程自动预付费控制、用户负荷实时控制和谐波自动监测。
新系统可以在同一个平台上兼容多种通讯信道,有线、光纤、GSM公网、GPRS分组交换网等多种方式可供选择。采用公网通讯,不用建立基站,组网方便,可免除大量的维护工作,信号覆盖面广。
主要特点:
采用客户机/服务器体系结构,满足用户的分布应用及大容量和快速适时的要求;
采用模块化和参数化设计,具有良好的扩充性和维护性;
采用大型数据库Oracle,保证了系统的可靠性、安全性和可移植性;
提供Web网页动态查询,便于系统内数据信息共享;
对用户应用的可以根据各种电量数据的运算关系进行灵活构造;
核心要点
新型的智能电表数据采集器
使用光纤以太网做数据传输通道
使用GSM/GPRS做数据传输通道
3 主站系统升级
随着电子技术的发展,全电子式电度表的普及,抄表方式从单一脉冲接口已发展为RS485、RS232多种接口形式,能采集正向有功、反向有功、正向无功、反向无功、三相电流、三相电压、最大需量、失压、逆相等多种电量数据,随着信息量的加大,功能的不断完善,原来的电量管理分析系统已无法更好满足系统应用的要求,其数据处理能力明显不足。
为了从根本上解决这些问题,从开发平台、系统功能两方面作了重大升级。系统更新后能够兼容所有的硬件配置,支持目前所有的windows系列操作平台。采用Oracle作为后台数据库,该数据库具有容量大、处理能力强、安全性高等优点。新系统为网络版软件可真正实现网络化应用,支持多个客户端同时对数据进行的计算和查询;克服了原来的单机版系统不能支持数据共享和并发操作的问题,从而实现了各职能部门共享采集到的信息资源。新系统软件在功能方面也做了多项升级,如档案管理、权限管理、口令维护、查询内容及方式、数据自动计算、历史库存储等;升级的同时新增数据校验、日负荷分析、站损分析、人工表码植数及电压、电流综合查询等等多项新功能。
系统具有人机界面美观、操作方便、查询统计灵活(可生成80多种报表格式)、输出结果多样(报表、曲线图、直方图、饼图)、报表数据直观、数据存储便利等特点。该系统的应用为企业内部的科学管理,成本核算提供有力的工具。
4 系统的应用及发展方向
本系统是一个服务于局长、总工、总经等相关领导和计量、计划、用电营销、及各县局等多个部门的综合性信息系统。
系统能够为用电营销部门实现每日售电量统计,并绘制出直方图或曲线图;能够实现对各供电局每日购电量、大用户电量的统计,并绘制出直方图或曲线图;能够为负荷预测软件系统提供丰富、详实的原始数据;能够与负控、用电MIS或其它系统的数据相配合,并结合今后项目的发展完善,进行配电线路的线损统计和实时分析;以期达到网损--配电线路损失率--台区损失率的全过程线损分析,用以指导全局的线损工作。系统还能对大用户的用电行为进行监督,使追缴电费更加有依有据。
系统能够向计量部门提供对计量设备(PT,CT,电度表)的准实时监测,以便及时发现设备故障,早日消除设备隐患,提高我局的设备完好率,使我局的计量工作水平踏上一个新台阶。计量部门应负责电度表与采集系统的连接工作。
系统能够向用电检查部门提供反窃电的参考信息。使反窃电工作人员带上"千里眼"和"顺风耳",为我局降损增效做出更大贡献。
系统能够为计划统计部门提供准时、准确的原始电量数据,并能按既定的统计运算关系计算出各种电量报表。例如,各供电局的供电量、售电量、损失电量、损失率、发电量、上网电量、厂用电量,以及上述各种电量的当月值、累计值、若干单位的合计值等等。
电量采集管理分析系统像是一个"管理员",可进行统计分析、业务处理、数据浏览,对数据进行补测,纠正偏差。除对电网供电量进行统计之外,还可对变压器损耗电量、母线不平衡量进行分析,为逐步建成公司现代化电量综合管理和线损分析系统奠定了基础。
另外,根据地区的实际情况,可以将变电站远抄、大用户负控、居民集抄、配变监测等系统的电量全部采集到同一的数据库中,进行统一管理、统计计算,并通过电量管理分析系统进行电量的应用分析查询,同时可以与用电营销MIS结合,为用电管理、电费结算、线损分析等提供及时准确的电量数据。随着系统的不断完善,相信对于全局的用电管理自动化、科学化必将发挥日趋重要的作用。