姚志軍 王天鎖 河北邢臺供電公司 (054001)
邢臺市位于河北省南部,轄兩區十五縣和兩個縣級市。邢臺已形成電力、機械、輕工、紡織、造紙、食品等七大支柱型企業。世界最大的羊絨基地--清河縣,亞洲最大的治金機柑軋輥生產企業--邢機公司,華北最大的板材工業區--邢臺縣,綜合評價全國500家最優企業之一--邢臺礦業集團,全國500最佳經濟效益企業之一--邢臺鋼鐵有限責任公司,全國500最佳經濟效益企業之一--河北晶牛集團。全國三大方便面基地之一--華龍方便面集團,另有頗具規模的汽摩配件基地、再生硬質合金基地、自行車零配件基地、軸承基地、藥用棗仁基地、再生玻璃基地等。
經濟的發展離不開電力的發展,邢臺供電公司是國家大型一檔供電企業,在河北電網擔負?quot;南電北送,西電東送"的電力傳輸和邢臺市區及所轄17個縣(市)的供電任務。直接管轄的110kV和220kV輸電線路1970km,220kV變電站10座,110kV變電站50座,變電總容量3830MVA。邢臺市區10kV配電線路685km,配電變壓器663臺,容量140MVA。
1 電量采集在邢臺的發展歷程
1998年以前,邢臺地區電能量采集主要依靠抄表員人工抄表,一般每日或月電費結算日進行手工抄錄計量表計的讀數,然后上報給用電部門和計劃部門的線損分析員,并根據抄錄的電度數據進行相應的電量統計、電費計算及線損分析考核計算。傳統的手工抄表方式,依賴于抄表員工作特性和工作方式,還會受外界環境的影響,因此很難得到兼顧準確、準時、同時三種特性的電量數據。
根據1996年原電力工業部頒發的《電力工業信息化九五計劃與2010年建設綱要》,電力工業信息化的指導思想是:加速實現電力工業信息化,推動電力工業經濟增長由粗放型向集約型方向轉變。以經濟效益為中心,運用現代化手段為電力工業從規劃、建設、生產、交換到消費等全過程的經營活動提供優質服務,為電力工業的科學決策提供服務。以市場需求為導向,適應電力工業體制改革的需要,逐步為完善和發展中國電力市場經濟體制提供必要的技術基礎。
電力企業信息化包括生產過程自動化和管理信息化。實現企業信息化第一步要實現企業生產過程自動化,通過采集在線生產信息,并進行自動控制與處理,比如電力企業的調度自動化系統與遠程抄表系統等。生產過程自動化的實現可以顯著提高生產效率,減少生產失誤,減少工作人員,提高生產質量和數量,從而提高經濟效益。第二步是實現企業管理信息化,該系統一般在企業組建運行一段時間、生產過程穩定運行、管理體制基本穩定的情況下開始實施。管理信息化是企業內部的信息系統,其信息直接由在線信息采集系統或生產系統獲得,主要內容應包括業務數據處理、共享信息查詢、領導輔助決策、辦公自動化、Internet使用等功能。企業信息化有利于實現經濟方式從粗放型向集約型轉變,有利于建立資源優化配置的經濟運行體制,有利于調整產品結構、擴大作業空間、降低資源消耗、加速資金周轉、引發人員的行為變革和思想革命、開拓市場,提高經濟效益。
隨著用電管理水平的不斷提高,改變以往陳舊的人工抄表方式迫在眉睫,實現抄表自動化取代人工抄表,從根本上解決抄表不到位、估抄、誤抄、漏抄等現象以及抄表數據不準時、不同時、不準確等問題。克服了統計數據慢、報表周期長等缺點。為了解決這些問題于1998年提出了實現變電站遠抄自動化、改變和加強電量統計和線損分析的實時性及準確性的設想,并決定與國內知名生產廠商合作著手實施這一改革計劃。安裝了第一代遠程自動抄表系統,通過安裝于廠站計量點的數據采集器讀取電能表的脈沖信號,把電網中各個分散計量點的電量數據實時、準確的記錄下來,通過局內電話網,定時、自動的將電量數據傳送到主控中心計算機,再經計算機進行數據處理,生成局內用電管理部門所需的各種報表和曲線。該系統可有效的協助用電管理部門進行電量管理,并實現對各條進、出線路功率因數的計算及線損分析。
經過市場調研和方案論證,98年最終選擇與北京新鴻基公司合作,對全地區30多座變電站的所有進、出線關口表計進行遠程電量采集,其中,220kV站8座和110kV站20多座。系統實現功能如下:
完成35座變電站所有進、出線關口表計的遠程電量采集(當時每臺采集器最多可采集16路脈沖量);
適當的電能表:全電子電能表、有脈沖輸出的電能表、機械電能表(改裝加脈沖傳感器);
抄表間隔時間可調為15,30,60,120,240,480,720,1440分鐘等;
峰、谷時段可編程,最小分度1min,最多可編16個峰、谷時段;
與主站通訊采用電話撥號方式P/T可選,號碼可長達24位;
多種方式定時自動通訊,同時支持手動通訊;
通訊速率在300,1200,2400,4800,9600bit/s可調;
主控中心可遠程修改參數(時鐘、電話號碼、通訊控制參數);
在斷電時能夠長期保存數據;可多路供電,提高了采集器的可靠性;
能夠進行電量、電費的日月結算;
能夠計算線損及母線平衡狀況;
能夠計算功率因數;
能夠顯示及打印直方圖、曲線圖等各種圖表供各管理部門使用。
系統實施運行后,為計量及用電部門提供了及時的電量統計數據,同時為計劃部門線損分析管理提供了準確的依據。
隨著大規模集成電路的普及和運用,計算機網絡和通訊技術的發展,遠程電量采集系統的功能也在不斷的完善和提高。電量采集系統的軟件和硬件因受開發初期技術水平和設備條件限制,隨著供電公司經營管理和統計分析等綜合應用的拓展,電量采集系統軟件的二次開發平臺、系統數據服務器、以及操作系統等主要功能和性能指標已經不能滿足和適應新的需求。因此提出對公司電量采集系統進行全面升級改造(其中包括硬件系統和軟件系統)。
邢臺地區新的電量采集系統覆蓋全地區60多個變電站以及幾個大型電力用戶,接近1700多塊電度表,全部實現自動抄表。系統中不僅有脈沖采集器,也有許多數字采集器。系統所采集得數據被局內電費、計量、線損、變電等部門綜合應用。尤其是計量部門經常通過該系統的數據檢查計量裝置的工作情況,發現問題及時處理,縮短故障的潛伏期,起到設備故障的計量監督作用。
線損率是衡量線損高低的指標,它綜合反映和體現了電力系統規劃設計、生產運行和經營管理的水平,是電網經營企業的一項經濟技術指標。各電網經營企業要建立適應商業化運營的線損管理制度,將線損率降低到合理的水平,努力提高企業經濟效益。由于無功功率影響設備的使用效率,增大了損耗。加大無功的補償量,在線損管理上,一個110kV的變電站大約一個月可以節約20MWh。為局里挽回了不少損失。
每日、每月可以自動實現下列功能:
全局關口供電量、配電量統計匯總及網損計算;
大用戶用電量統計計算;
各供電分公司的供電量統計;
計劃/完成電量統計分析;
各站母線平衡、站損、變損統計分析;
各地方電廠的發電量、上網電量、廠用電量統計;
每條線路的電量考核分析;
電量同期比較分析;
計量設備監測;
電流電壓監測;
遠程預付費控制;
用戶負荷實時控制;
諧波自動監測;
電量數據網上發布、直方圖、曲線圖及餅圖顯示。
2 新系統的組成
遠程電量采集管理系統仍然主要由智能電表數據采集器、通訊控制軟件、電量管理分析軟件三部分組成。
新系統擴展后將形成一種新型的電力用戶需求側管理信息系統。新系統除了具有傳統的抄讀電度表有功、無功電量的功能外,還能夠抄到智能電度表上的三相電壓、三相電流、失壓狀態及累計時間、電度表時鐘、有功/無功功率等實時數據;更重要的是:在新型智能電度表的配合下,新系統還能夠實現遠程自動預付費控制、用戶負荷實時控制和諧波自動監測。
新系統可以在同一個平臺上兼容多種通訊信道,有線、光纖、GSM公網、GPRS分組交換網等多種方式可供選擇。采用公網通訊,不用建立基站,組網方便,可免除大量的維護工作,信號覆蓋面廣。
主要特點:
采用客戶機/服務器體系結構,滿足用戶的分布應用及大容量和快速適時的要求;
采用模塊化和參數化設計,具有良好的擴充性和維護性;
采用大型數據庫Oracle,保證了系統的可靠性、安全性和可移植性;
提供Web網頁動態查詢,便于系統內數據信息共享;
對用戶應用的可以根據各種電量數據的運算關系進行靈活構造;
核心要點
新型的智能電表數據采集器
使用光纖以太網做數據傳輸通道
使用GSM/GPRS做數據傳輸通道
3 主站系統升級
隨著電子技術的發展,全電子式電度表的普及,抄表方式從單一脈沖接口已發展為RS485、RS232多種接口形式,能采集正向有功、反向有功、正向無功、反向無功、三相電流、三相電壓、最大需量、失壓、逆相等多種電量數據,隨著信息量的加大,功能的不斷完善,原來的電量管理分析系統已無法更好滿足系統應用的要求,其數據處理能力明顯不足。
為了從根本上解決這些問題,從開發平臺、系統功能兩方面作了重大升級。系統更新后能夠兼容所有的硬件配置,支持目前所有的windows系列操作平臺。采用Oracle作為后臺數據庫,該數據庫具有容量大、處理能力強、安全性高等優點。新系統為網絡版軟件可真正實現網絡化應用,支持多個客戶端同時對數據進行的計算和查詢;克服了原來的單機版系統不能支持數據共享和并發操作的問題,從而實現了各職能部門共享采集到的信息資源。新系統軟件在功能方面也做了多項升級,如檔案管理、權限管理、口令維護、查詢內容及方式、數據自動計算、歷史庫存儲等;升級的同時新增數據校驗、日負荷分析、站損分析、人工表碼植數及電壓、電流綜合查詢等等多項新功能。
系統具有人機界面美觀、操作方便、查詢統計靈活(可生成80多種報表格式)、輸出結果多樣(報表、曲線圖、直方圖、餅圖)、報表數據直觀、數據存儲便利等特點。該系統的應用為企業內部的科學管理,成本核算提供有力的工具。
4 系統的應用及發展方向
本系統是一個服務于局長、總工、總經等相關領導和計量、計劃、用電營銷、及各縣局等多個部門的綜合性信息系統。
系統能夠為用電營銷部門實現每日售電量統計,并繪制出直方圖或曲線圖;能夠實現對各供電局每日購電量、大用戶電量的統計,并繪制出直方圖或曲線圖;能夠為負荷預測軟件系統提供豐富、詳實的原始數據;能夠與負控、用電MIS或其它系統的數據相配合,并結合今后項目的發展完善,進行配電線路的線損統計和實時分析;以期達到網損--配電線路損失率--臺區損失率的全過程線損分析,用以指導全局的線損工作。系統還能對大用戶的用電行為進行監督,使追繳電費更加有依有據。
系統能夠向計量部門提供對計量設備(PT,CT,電度表)的準實時監測,以便及時發現設備故障,早日消除設備隱患,提高我局的設備完好率,使我局的計量工作水平踏上一個新臺階。計量部門應負責電度表與采集系統的連接工作。
系統能夠向用電檢查部門提供反竊電的參考信息。使反竊電工作人員帶上"千里眼"和"順風耳",為我局降損增效做出更大貢獻。
系統能夠為計劃統計部門提供準時、準確的原始電量數據,并能按既定的統計運算關系計算出各種電量報表。例如,各供電局的供電量、售電量、損失電量、損失率、發電量、上網電量、廠用電量,以及上述各種電量的當月值、累計值、若干單位的合計值等等。
電量采集管理分析系統像是一個"管理員",可進行統計分析、業務處理、數據瀏覽,對數據進行補測,糾正偏差。除對電網供電量進行統計之外,還可對變壓器損耗電量、母線不平衡量進行分析,為逐步建成公司現代化電量綜合管理和線損分析系統奠定了基礎。
另外,根據地區的實際情況,可以將變電站遠抄、大用戶負控、居民集抄、配變監測等系統的電量全部采集到同一的數據庫中,進行統一管理、統計計算,并通過電量管理分析系統進行電量的應用分析查詢,同時可以與用電營銷MIS結合,為用電管理、電費結算、線損分析等提供及時準確的電量數據。隨著系統的不斷完善,相信對于全局的用電管理自動化、科學化必將發揮日趨重要的作用。