摘要：我国目前10 kV及以下配网的线损多以管理线损占主导，由管理因素造成的线损波动的影响尤其突出，因此对电力企业而言，同期线损监测系统的建设具有较强的工程价值。
关键词：配电网；同期线损；监测系统；设计与实现
引言
随着智能电表的推广、用电信息系统的建设，使得数据的完整性和实时性较以前有了较大的提高，线损业务管理条件越来越完善。同时，各省（市）电力公司先后开始计量关口改造，建立集抄系统，完成了部分线损综合管理的功能，但多数存在功能单一，以统计为主，分析功能薄弱的问题，且各单位管理模式存在较大差异性。由于各单位仍处于独立摸索阶段，导致规范不统一，束缚了线损管理模式的进步。
1现状分析
（1）各电能采集系统建设时间不同，通讯方式多样，功能应用各有侧重，且归属不同部门管理，系统之间缺乏有效的信息整合，难以实现从购电侧、供电侧到售电侧电能量信息的一体化的实时采集与在线监控。
（2）各类客户电能采集终端的安装没有统一的规划，覆盖率低。终端安装没有按线路、台区进行覆盖，10kV客户专变及公变采集终端的覆盖率达不到100%，低压集抄系统的建设更是刚起步，还不能完全实现基于远抄数据的分线、分压、分台区的线损计算和分析功能。
（3）各类采集终端在采集、防窃电、工况异常报警、电能质量监测等方面功能各异。早期的230MHz的负控终端、GPRS（GSM）用电现场监控及采集终端没有交流采样，不能产生CT二次短路、失压断相、电压逆相序、电流反极性、终端断电、无功过（欠）补偿、电表停走、电表飞走等判断和报警功能，不支持电压合格率采集，不利于窃电分析、电表异常监测和无功电压管理。
（4）基于分散的电能采集系统的线损在线计算和分析系统监测分析功能不足。线损计算与分析系统仅从数据库层面集成电能数据和档案信息，未能有效集成应用电能采集和监控平台，因此无法从采集终端安装率、采集成功率、电能数据上传成功率等角度来进行数据完整性和线损计算的准确性分析；也无法从现场用电工况变化、窃电分析、电压合格率、配变负载率、功率因数等层面，对高损线路进行便捷、准确、全面的线损在线监测与分析。
（5）线损在线系统与营销技术支持系统、"95598”系统短信平台、生产MIS，配网GIS等系统未实现无缝接口，接口效率低，扩展性差。点对点的两两接口方式和系统自身的C/S结构，降低了系统的整体集成度、运行效率、扩展性和可靠性，增加了接口的复杂性、开发难度，不支持跨系统的终端安装、表计异常处理业务流程。
（6）系统综合业务分析功能单一，未开发负荷分析、有序用电、市场分析等综合业务与分析功能。
2配电网同期线损监测系统的设计与实现
2.1系统逻辑架构
（1）主站层又分为前置采集平台、营销采集业务应用、数据库管理三大部分。前置采集平台负责对各种与终端的远程通信进行管理和调度，采集终端的用电信息，进行协议解析；业务应用实现系统的电能采集、电量计算、工况监测、线损计算分析等各种应用业务逻辑，并与营销技术支持系统、客户服务系统等其他相关系统进行应用集成；数据库管理负责用电信息在数据库中的存储和维护。
（2）通信信道层是主站和采集设备的纽带，提供了各种可用的有线和无线的通信信道，为主站和终端的信息交互提供链路基础。主要采用的通信信道有：光纤专网、GPRS/CDMA无线公网、230MHz无线专网。
（3）采集设备层是用电信息采集系统的信息底层，负责收集和提供整个系统的原始用电信息，该层可分为终端子层和计量设备子层。对于低压集抄部分，可能有多种形式，包括集中器+电能表和集中器+采集器+电能表等形式。终端子层收集用户计量设备的信息，处理和冻结有关数据，并实现与上层主站的交互；计量设备层实现电能计量和数据输出等功能。
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2.2终端线损管理功能设计
（1）电能质量合格率统计
专变客户、公变终端通过对电压、电流的交流采样，监测客户、公变电压并统计电压合格率，为无功电压管理提供数据支持。
（2）计量装置异常的监测
各类终端通过分析电表的表码、交流量数据、事件和状态字数据，判断表码飞走停走、失压断相、表参数修改等异常事件并及时生成告警事件。
（3）电压、电流交流采样实现二次回路异常实时监测和窃电分析功能
专变客户、公变终端交流采样功能，可对电流电压、二次回路输入特性进行实时的监测分析，判断逆相序、电流反极性、PT失压断相、CT二次开路短路并生成告警事件及时上报。交流采样后经计算得到电流、电压、功率和电量曲线，可就地或送回主站与电能表的数据比较，实现计量装置异常直观、综合的跟踪分析。
终端交流采样可接入计量回路，亦可接入与计量回路对应的客户指示仪表回路。前者反映计量二次回路问题比较及时，后者综合判定计量装置异常非常直观有效。交流采样在防窃电方面效果非常明显。
（4）公变终端无功就地平衡监控
将电容器开关控制回路接入终端的各轮次控制继电器，可实现并联电容器远程投切。通过采集有功、无功负荷及功率因数和终端遥信功能，可监视电容器的自动投切情况，实现无功就地补偿的远程监控。当功率因数超限时向主站发出报警信号，由主站远程完成投切。
2.3主站硬件设计
（1）存储设计
系统总体规模较大，客户端并发性访问较多，要求采用高性能的存储设备来满足系统性能、规模及存储年限等指标，存储设备采用SAN结构的200T HP raid 5光纤存贮磁盘阵列，方便数据库服务器集群的扩展。
（2）数据库服务器设计
数据库服务器采用双机热备份模式，为了满足系统对稳定性、可靠性和高性能的要求，服务器采用UNIX操作系统的HP Integrity rx4640（4CPU 16GRAM）双机，数据库采用oracle10g。
（3）应用服务器设计
应用服务器的设计应通过集群技术保障系统的可靠性和稳定性，通过负载均衡技术保障系统的负载以及工作站并发数等性能指标要求。可随时扩充应用服务器数量以满足并发客户数增加的要求。应用服务器采用DELL PE6850（4CPU 8GRAM）双机。
（4）前置通讯服务器设计
前置服务器是系统主站与现场采集终端通信的唯一接口，所有与现场采集终端的通信都由前置服务器负责，所以对服务器的实时性、安全性、稳定性等方面的要求较高。根据对终端数量的估算，结合现场管理的业务特点，本系统就前置机配置数量、性能要求、安全防护措施等方面有以下要求：
前置机部署两台DELL PE2950（2CPU 4GRAM）服务器，双机热备份配置，当其中一台服务器出现故障时，另一台服务器自动接管故障服务器所有的通信任务，从而保证系统的正常运行。
两台前置服务器均可接入系统所有类型的信道，对于采用串口方式（PSTN，RS232专线等）的通信信道，采用终端服务器等多串口设备来扩展前置服务器的串口数量，以便同时接入多路串口信道。对于采用公网的通信信道，增加防火墙来提高接入的安全性。
（5）备份子系统设计
配置专用的备份机制，用于在统一备份的基础上，对近期数据和系统进行备份，满足快速故障恢复的要求。配置1台高性能DELL PE6850（4CPU 8GRAM）服务器，实现与主站局域网相连，保证服务器的性能和磁盘容量满足系统快速恢复所需的容量和性能要求。
3结语
本文分析了基于分散电能信息采集系统的线损在线计算与分析系统建设应用的现状，提出了整合现有的分散、孤立的电能信息采集系统，建设一个应用高度集成、信息高度共享、运转通畅、科学规范的配电网线损在线监测和分析系统的设计目标。
参考文献
[1]张国庆.配电网线损计算[D].南京：南京理工大学，2010.
[2]张铁峰，吕欣，吕越颖.配电网非完全量测同期线损计算方法研究[fJl.电测与仪表，2015，52（1）.
论文作者:熊福龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/15
标签：终端论文; 系统论文; 服务器论文; 电能论文; 线损论文; 在线论文; 电压论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;