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配电网数字化全场景解决方案
发布时间:2023-05-31 | 浏览:2452次 【关闭此页

A-01 精益线损管理微应用

一、应用现状

二、建设目标

针对10kV配网线路线损管理“看-管-用”的实际需要,充分利用配电自动化建设过程中安装的带双向计量功能的一二次融合开关、台区智能融合终端、营配控制器,实现配网10kV线损“站-线-段-台”的分时精益线损管理。具体建设目标如下:

三、建设方案

基于国网公司配网部在配电自动化建设过程中安装的一二次融合开关,数字化台区建设过程中安装的台区智能融合终端以及当前用采系统采集的公专变数据,其采集的计量相关数据时效性已提高至15min,对配网10kV线路进行“站-线-段-台”的分时线损分析,将线路线损在空间上定位至分段分支线路,在时间上定位至上一个15min之内。其建设方案如下图所示:

精度要求

四、应用效果

1 分线线损

现场线路在进行临时检修和计划检修时,为最大化保障用户用电,减小停电面积,存在倒负荷情况。以线路1和线路2为例,两线路间存在具备计量功能的联络开关时,对联络倒供电量进行有效利用,可解决线路线损打包计算问题,同时避免线路线损出现一正一负不达标的情况。

2 精益化管理

展示省/市配网线路数字化覆盖情况,并对配网线路数字化智能采集终端安装情况和线损数据进行实时统计分析;对分时线损异常线路进行告警;通过分时线损变化情况对线路运行工况进行监测。


实时计算线路分线线损,并根据倒供计划对线路进行模拟倒供,计算最优倒供线路,并展示此线路的各项线损指标,确保通过倒供保证用户用电可靠性的同时线路经济运行指标不降低。


通过对配网10kV线路进行数字化精益管理,通过精益管理手段,减少无效巡线,缩短非经济运行线路排查时间,提升线路经济运行率,减少碳排放,构建绿色节能型电网。


根据三相电流、三相电压对线路上的台区配变状态进行分析,监测终端运行情况,将线损异常排查延伸至台区。

3 供电服务指挥系统高损/负损定位应用效果

通过和供电服务指挥系统进行集成,对线路高损和负损区段派发异常处理工单,并提供有指导意义的问题解决方案,助力线损异常的有效治理。


A-02 配电专题分析微应用+APP(移动应用)

一、应用现状

二、建设目标

基于电网资源业务中台的统一信息模型标准和共享服务架构,利用中台微服务,从配电自动化建设、运维、应用3个维度,围绕“看、管、用”三个环节,完成员工、班所、专责及部门全方位的四个数字化提升工作,并结合移动通信技术实现数据共享。具体建设目标如下:

三、建设方案

基于电网资源业务中台,在遵循PMS 3.0“三区四层”总体架构的前提下,坚持“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”总体原则,深化梯级防护体系建设,结合主动诱捕、态势感知等安全技术,充分利用现有配网业务静态、动态数据,实现配网故障研判、停电管理、实用化指标统计等全方位监测。其建设方案如下图所示:

数据要求

四、应用效果

1 指示概览

综合分析已建设完成的配网自动化基础模型数据、终端采集数据,多端、多维度展现当前配网整体建设规模。


以某省公司为例,当前配网智能终端总安装数7038台,配网线路10262条,该应用通过对定值数据的分析利用,实时计算馈线自动化投运率以及级差保护配置率。


2 故障信息浏览及统计

通过对故障数据进一步统计,综合各条件下配网线路发生的故障频次及类型,分析故障时刻的线路运行动态,形成高故障线路统计列表,用以指导配网线路改造工作。


以某县局为例,通过使用该系统核查发现20条高频故障线路,分析线路故障特征,针对15条频发单相接地的线路进行改造维护,改造后故障数量明显下降,供电可靠性显著提升。


通过获取中台实时遥信及故障录波文件数据,结合同源维护的svg单线图数据,使用算法完成故障研判。研判结果实时推送至应用前端页面,内容包括故障类型、故障区段、故障相别以及故障时间等。同时收集故障时刻的时序动作信号,通过反演的方式将故障时刻线路运行工况可视化呈现。


检测到配电线路相间短路故障以及单相接地故障时,自动记录故障时刻前后一段时间的所有实时 稳态信息,基于线路拓扑信息,利用记录的保护 装置动作信息、线路遥测和遥信信息、系统判断 结论、遥控输出与执行后各断路器和负荷开关变 位信息,以图示和信息提示方式,顺序复现故障 前、故障后、故障识别与定位、故障隔离、非故 障区段恢复供电处理的全过程。


同步接入FTU、DTU、故障指示器模型信息以及运行采集数据,通过分析终端与线路之间的拓扑关系,实现全线路终端数据监测。同时结合用户信息实现用户全域数据查看。


3 移动应用

故障点位导航,消息实时推送等。


【B-01 单相接地辅助分析微应用

一、应用现状

二、建设目标

在深入馈线自动化应用工作的要求中,基于终端暂态录波和实时量测数据,结合人工智能技术,实现绝缘异常主动预警;支持线路单相接地定位分析、录波信息分析与展现以及生成单相接地故障记录。具体建设目标如下:

三、建设方案

遵循PMS 3.0“三区四层”总体架构,基于终端录波文件数据,通过对录波文件的暂态数据分析实现接地故障判断,并结合配电网馈线的图模信息,实现同线路多点间及同母线多线路间的故障录波信息对比分析,实现故障的选线、选段,最终实现接地故障的精准定位。其建设方案如下图所示:

四、故障定位原理

预测告警方法

数据要求

五、应用效果

1 数据概览

结合同源维护的线路图模信息,实现全区域、全线路终端(FTU、DTU、故障指示器)录波文件的召测与分析,综合线路10kV母线电压、厂站接地选线信息、配电终端故障录波等多源信息,综合分析录波文件,根据分析结果生成告警信息,有效指导一线进行隐患排查。


2 特征量分析

通过波形分析和计算,准确得出各种接地场景下波形的特征量并进行直观展示,包括三相电压、三相电流、零序角差、有功功率、无功功率、三相不平衡度、陡度等量值,从而对暂态、稳态特征以及其他能反映接地故障特点的特征量进行归类梳理,同时也进一步为故障研判的算法优化及算法对各类接地工况研判的适应性研究提供支撑。


3 故障分析

结合同源维护的线路图模信息解析录波文件,实现故障选线、选段功能,并在单线图中进行着色标记,助力配网故障快速检修工作。


4 故障预测

实现以线路为单位的故障预测告警,告警类型分为一般告警、严重告警以及危机告警。根据各类型告警的频繁程度,可开展常规性巡线检修工作。

某县局通过该功能已完成24条线路的巡线检修工作,在此期间共发现树木搭接、漂浮物、与建筑物距离过近,风偏过大、瓷瓶安装不稳定等13起可能导致故障的隐患。


5 文件查看

结合模型信息,列表展示波形文件分析结果,同时可通过不同筛选条件进一步精确查找录波文件。对录波文件进行分析、波形图查看及特征量确认等操作。


6 波形图查看

波形图查看支持多通道曲线信息集中显示,提供波形数据采样值和真有效值切换功能、提供波形图无损图片下载功能以及具备录波曲线查看的常用基础功能,满足日常工作需求。


B-02 配网故障研判解决方案


一、应用现状

二、建设目标

在对集中式FA功能的要求中,故障信息采集小于3s,综合定位隔离时间小于40s,恢复非故障区域供电小于2min,具备单相接地故障研判功能,可自动研判分析,定位故障区间并生成处理方案,分析的研判结果能够推送至供电服务指挥系统,开展工单派发、抢修指挥等业务应用。具体建设目标如下:

三、建设方案

配电终端通过加密APN通道将数据上送到配电自动化主站后,主站通过Kafka将终端数据推送到故障研判服务或电网资源业务中台,后由中台再将数据推送到Kafka消息队列,故障研判应用作为消费者实时接收终端数据。在监测到线路中有故障发生时启动故障研判策略进行故障区段研判,最后将研判结果通过短信形式推送给相关人员。同时也可结合移动App、Web进行展示。其建设方案如下图所示:

故障研判流程

数据要求

四、应用效果

故障研判结构可通过集成短信网关服务进行推送,也可结合其他微应用或APP进行查看。


【C-01 PMS图模治理应用


一、应用现状

二、建设目标

在强化图模工作要求中,以全网模型为基础,应用拓扑分析技术进行局部抽取并做适当简化生成电气图形;支持自动布局增量变化,已有模型发生增减,并且保证新生成的图形中原有模型内容布局效果保持不变;支持对自动生成的衍生电气图进行编辑和修改,支持人工干预专题图生成的展示效果;生成的专题图支持配网CIM模型识别以及SVG图形生成和导出。具体建设目标如下:

三、建设方案

图模治理应用在主站端进行部署,常规情况下PMS系统通过接口将CIM/SVG单线图文件上传至配电自动化主站进行应用。本方案在不影响原有PMS与配电自动化主站数据流的前提下,图模治理应用在CIM/SVG文件导入配电自动化主站前对其进行智能解析、数据清洗、重新美化布局等操作后再导入至配电自动化主站中进行实用化应用。其建设方案如下图所示:

数据要求

四、应用效果

通过对PMS原图进行自动化处理,“一键成图”自动调整图元分布,合理布局,解放人力,提升工作效率。


通过对PMS原图结合模型进行校验,并自动完善拓扑逻辑关系。


通过“分层图、联络图”功能,能够多样化生成对应的分层简图或联络图,满足个性化场景需求。

部署方式:单机部署应用;

支持主流国产操作系统(凝思、麒麟等);

支持主流配电自动化主站(南瑞、四方、积成电子等)集成。

已使用地区:

在陕西,甘肃,吉林,新疆等区域成功部署应用。


【C-02 配电终端定值管理微应用

一、应用现状

二、建设目标

在终端运维管理工作要求中,根据图模拓扑数据及运行方式,开展终端定值在线计算与校核,探索定值远程下装应用,实现终端定值规范化管控。终端定值整定支持基于拓扑服务的保护定值上下游配合的校验以及保护定值的远程下装和激活。具体建设目标如下:

三、建设方案

基于配电自动化主站,充分利用电网资源业务中台开放能力,结合线路模型档案数据和定值整定算法,实现配网线路终端保护定值自动计算、校验、审核及下装全流程管控,并定期对终端保护定值进行检核和合理性评价。其建设方案如下图所示:

数据要求

四、应用效果

1 可视化监视

1. 配网保护在线率;

2. 统计保护动作、终端动作评价;

3. 配网周期性巡检;

4. 定值一致性校验。


2 在线整定

1. 参数整定、手动整定、现场整定;

2. 整定流程审批;

3. 整定结果校验;

4. 远程下装指令加密。


3 “一线一案”定值

通过配置配网线路的馈线自动化策略以及结合配电终端功能投入,生成推荐定值表,同时根据网架结构进行定值合理性校验分析。


4 "一线一案“动作仿真

根据网架结构及馈线自动化策略,通过视频的形式模拟配网线故障时终端动作,查验各终端动作是否合理,对动作不正确的终端可进一步修改定值。



【D-01 配电终端状态管理微应用


一、应用现状

二、建设目标

在推进状态监测技术应用工作的要求中,系统评测开关和终端设备状态,提升配电终端状态评估能力,实现终端缺陷主动辨识以及自动派发检修工单,督导缺陷闭环销号,确保开关及终端“在线必可用”。实现对设备状态、运行环境、安防等信息全量感知、主动预警。依托工单驱动,实施主动运维、 主动检修、主动抢修,推进供电可靠性量化提升。具体建设目标如下:

三、建设方案

整体遵循PMS 3.0“三区四层”总体架构,通过对终端进行功能模块分解,模块组件拆解,结合终端采集的遥测、遥信信息实现终端组件问题识别,从而进行状态评价、检修策略制定、派发工单。一线运维人员进行现场核查并结合检修策略进行检修,检修结果和过程信息回传后,通过遥测、遥信信息对检修有效性进行检核,从而形成对配电终端全生命周期的闭环管控。其建设方案如下图所示:

数据要求

四、应用效果

1 全量终端监控

监控用户所辖区域内全量的配电自动化终端,其中包含FTU、DTU以及故障指示器。同时根据不同指标综合分析终端健康程度,实现主动预警,动态了解终端运行工况。


2 线路终端监测

实现全线路终端精益化分析,完成终端台账信息查询及统计。同时可支持以线路运检为单位的低健康度终端运维工单下发。


3 终端异常识别

以开关动作、采样、电源、时钟及通信状态5个维度展开,全方位展现终端状态。并实现终端的全生命周期追踪,完成终端全环节监测,形成终端全生命周期活动记录。助力终端问题追溯、查找以及定位等管理工作。


4 指标监测

基于功能、外观和历史测量信息展开多维度的状态评估,实现配电自动化终端运行状态的统计分析,提供排查策略,指导一线人员快速检修。


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