專利名稱：一種電能質(zhì)量集中監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)管理領(lǐng)域，具體涉及一種電能質(zhì)量集中監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有在配電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和生產(chǎn)維護(hù)中，采用多種技術(shù)和管理手段來(lái)解決電能質(zhì)量問(wèn)題，技術(shù)上主要采用有載調(diào)壓主變、線路調(diào)壓器、各類無(wú)功補(bǔ)償裝置、諧波治理裝置等；管理上主要加強(qiáng)電壓無(wú)功管理、建立健全電壓監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、完善用戶電能質(zhì)量投訴流程管理等。這些手段和方法大都是采用單點(diǎn)應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)管理為主，在一定程度上解決了部分電能質(zhì)量問(wèn)題，但由于中低壓配電網(wǎng)的自動(dòng)化、信息化程度與高壓輸電網(wǎng)絡(luò)相比偏低，主要依靠人工監(jiān)測(cè)、定期巡視和用戶投訴等途徑掌握電能質(zhì)量情況，無(wú)法保證對(duì)電能治理問(wèn)題掌控的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)與治理是一個(gè)系統(tǒng)性工程，盡管部分地區(qū)通過(guò)配置具有無(wú)線上傳功能的電壓監(jiān)測(cè)儀、諧波監(jiān)測(cè)裝置等進(jìn)行專門的電能質(zhì)量監(jiān)控，但由于投入的設(shè)備多，需要專門的監(jiān)控和通信設(shè)備，導(dǎo)致系統(tǒng)處于孤立和部分監(jiān)控狀態(tài)，沒(méi)有進(jìn)行有機(jī)的整合區(qū)域配電網(wǎng)中已有自動(dòng)化、監(jiān)測(cè)或采集系統(tǒng)中相關(guān)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與信息，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)電能質(zhì)量綜合分析和協(xié)調(diào)控制，形成電能質(zhì)量輔助管理決策支持，達(dá)不到對(duì)區(qū)域配電網(wǎng)電能質(zhì)量協(xié)同監(jiān)控和決策支持的目的。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種電能質(zhì)量集中監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)，采取有針對(duì)性的管理措施和技術(shù)措施，全面實(shí)施電能質(zhì)量治理以及配電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建設(shè)改造，有效提高電力服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電能質(zhì)量集中監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)， 其包括相互進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)層和現(xiàn)場(chǎng)層，其改進(jìn)之處在于，所述系統(tǒng)包括與所述數(shù)據(jù)層進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)膽?yīng)用層。本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述應(yīng)用層包括并列設(shè)置的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元、 電能質(zhì)量分析單元、電能質(zhì)量治理單元和輔助決策支持單元。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)層包括統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元以及并列設(shè)置的自動(dòng)化系統(tǒng)1、自動(dòng)化系統(tǒng)2、檢測(cè)系統(tǒng)1、檢測(cè)系統(tǒng)2和信息采集系統(tǒng)；所述自動(dòng)化系統(tǒng)1、所述自動(dòng)化系統(tǒng)2、所述檢測(cè)系統(tǒng)1、所述檢測(cè)系統(tǒng)2和所述信息采集系統(tǒng)分別與所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元相互通信；所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元接收所述應(yīng)用層的控制命令并向所述應(yīng)用層傳遞數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選技術(shù)方案中，所述現(xiàn)場(chǎng)層包括并列設(shè)置的中低壓配電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備和與所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元連接的電能質(zhì)量監(jiān)控裝置；所述中低壓配電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備分別與所述自動(dòng)化系統(tǒng)1、所述自動(dòng)化系統(tǒng)2、所述檢測(cè)系統(tǒng)1、所述檢測(cè)
3系統(tǒng)2和所述信息采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)通信。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選技術(shù)方案中，所述中低壓配電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備包括依次連接的變電站、中壓線路、配電臺(tái)區(qū)和低壓用戶。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選技術(shù)方案中，所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元包括并列設(shè)置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)；所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元將接收到的數(shù)據(jù)上傳至所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和所述歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。本發(fā)明提供的第六優(yōu)選技術(shù)方案中，所述電能質(zhì)量監(jiān)控裝置包括依次設(shè)置的電壓監(jiān)控系統(tǒng)、用戶用電信息單元、原有集抄系統(tǒng)、原有負(fù)控系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)以及其他監(jiān)控系統(tǒng)；所述電壓監(jiān)控系統(tǒng)、所述用戶用電信息單元、所述原有集抄系統(tǒng)、 所述原有負(fù)控系統(tǒng)、所述調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、所述配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)以及所述其他監(jiān)控系統(tǒng)分別通過(guò)通信接口與所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元連接。本發(fā)明提供的第七優(yōu)選技術(shù)方案中，所述電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)包括并列設(shè)置的綜合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊、電壓監(jiān)測(cè)模塊、電流監(jiān)測(cè)模塊、功率監(jiān)測(cè)模塊、功率因數(shù)監(jiān)測(cè)模塊、三相不平衡監(jiān)測(cè)模塊和頻率監(jiān)測(cè)模塊。本發(fā)明提供的第八優(yōu)選技術(shù)方案中，所述電能質(zhì)量分析單元包括并列設(shè)置的電壓合格率模塊、三相負(fù)荷不平衡度模塊、功率因數(shù)指標(biāo)模塊和諧波模塊。本發(fā)明提供的第九優(yōu)選技術(shù)方案中，所述電壓質(zhì)量治理單元包括并列設(shè)置的在線仿真模塊、電壓治理模塊和標(biāo)準(zhǔn)查詢模塊。本發(fā)明提供的第十優(yōu)選技術(shù)方案中，所述輔助決策支持單元包括并列設(shè)置的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊、設(shè)備優(yōu)化配置模塊和運(yùn)行調(diào)控模塊。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的一種電能質(zhì)量集中監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)， 基于目前先進(jìn)的通信和自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域變電站、中壓線路、配電臺(tái)區(qū)、低壓用戶等各個(gè)層面的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和控制；通過(guò)與相關(guān)已有或新建的自動(dòng)化系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)裝置的通信接口設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮自動(dòng)化系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)裝置以及電能質(zhì)量治理設(shè)備的功能；在統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，對(duì)電能質(zhì)量的相關(guān)實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)實(shí)施深度挖掘與分析，依據(jù)輔助管理決策支持功能，采取有針對(duì)性的管理措施和技術(shù)措施，全面實(shí)施電能質(zhì)量治理以及配電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建設(shè)改造，有效提高電力服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量；而且系統(tǒng)采用先進(jìn)的采集和通信構(gòu)架，尤其是全景監(jiān)視和分析的體系構(gòu)架，具有完備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用完整的透明數(shù)據(jù)匯聚總線，達(dá)到相關(guān)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的跨區(qū)匯聚，為全系統(tǒng)角度和精準(zhǔn)治理提供完備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一建模，基于CIM/CIS標(biāo)準(zhǔn)，全配電網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一數(shù)據(jù)建模、統(tǒng)一命名規(guī)則、并基于形成統(tǒng)一完整模型完成全局網(wǎng)絡(luò)分析，為治理和決策提供系統(tǒng)電網(wǎng)模型支持；再者，具有開放性，基于此系統(tǒng)平臺(tái)可以外延將來(lái)智能電網(wǎng)的各種新型的應(yīng)用；適應(yīng)性智能決策庫(kù)，開放的決策支持庫(kù)設(shè)計(jì)，具備固定分析模型和人工智能模型的構(gòu)建能力，可形成統(tǒng)一分析和個(gè)性化分析的結(jié)合，有利于應(yīng)對(duì)適應(yīng)性分析場(chǎng)合；實(shí)現(xiàn)決策和治理相結(jié)合，不僅僅是單一治理， 強(qiáng)化了決策分析支持功能，為決策的執(zhí)行和驗(yàn)證提供平臺(tái)，有效提升對(duì)區(qū)域電網(wǎng)電能質(zhì)量的管理與決策能力和效率。


圖1為電能質(zhì)量監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為現(xiàn)場(chǎng)層結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為電能質(zhì)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸邏輯示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，電能質(zhì)量監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)功能框架涵蓋現(xiàn)場(chǎng)層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層三個(gè)層級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)層主要包括變電站、中壓線路、配電臺(tái)區(qū)、低壓用戶以及其他電能質(zhì)量相關(guān)監(jiān)測(cè)與治理設(shè)備；數(shù)據(jù)層主要是指通過(guò)調(diào)度自動(dòng)化、配網(wǎng)自動(dòng)化、臺(tái)區(qū)監(jiān)測(cè)、用戶用電信息采集或集抄系統(tǒng)以及電能質(zhì)量相關(guān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集；應(yīng)用層是基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量分析、電能質(zhì)量治理和輔助決策支持等高級(jí)應(yīng)用功能。本系統(tǒng)主要包含4個(gè)高級(jí)應(yīng)用功能模塊電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)主要具有綜合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、 電壓監(jiān)測(cè)、電流監(jiān)測(cè)、功率監(jiān)測(cè)、功率因數(shù)監(jiān)測(cè)、三相不平衡監(jiān)測(cè)、頻率監(jiān)測(cè)等功能；電能質(zhì)量分析具有電壓合格率、三相負(fù)荷不平衡度、功率因數(shù)指標(biāo)、諧波等分別按照時(shí)間日、月、年以及變電站、線路、臺(tái)區(qū)等統(tǒng)計(jì)分析功能；電壓質(zhì)量治理具有在線仿真、電壓治理和標(biāo)準(zhǔn)查詢等功能；輔助決策支持具有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、設(shè)備優(yōu)化配置和運(yùn)行調(diào)控等功能。如圖2所示，電能質(zhì)量監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)電能質(zhì)量的監(jiān)控覆蓋四個(gè)層級(jí)，即變電站層、中壓線路層、配電臺(tái)區(qū)層和低壓用戶層。變電站層的監(jiān)控點(diǎn)主要有RTU (遠(yuǎn)程終端單元)、VQC (電壓無(wú)功控制單元)等；中壓線路層主要包括FTU (饋線遠(yuǎn)方終端)、DTU(數(shù)據(jù)傳輸終端)及其他電能質(zhì)量治理或監(jiān)測(cè)裝置等；配電臺(tái)區(qū)層主要包括無(wú)功補(bǔ)償裝置、TTU(配變監(jiān)測(cè)終端)、智能配變終端等；低壓用戶層包括智能電表、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置(電壓監(jiān)測(cè)儀)等。如圖3所示，電能質(zhì)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)由電能質(zhì)量監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)通信接口從電能質(zhì)量相關(guān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、用戶用電信息采集、原有采集系統(tǒng)、原有負(fù)控系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)或其他新建的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等抽取電能質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)，上傳至實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)用于平臺(tái)系統(tǒng)的電能質(zhì)量分析、 電壓治理以及輔助決策支持模塊，應(yīng)用模塊也可根據(jù)分析決策結(jié)果將下行控制命令通過(guò)送至相關(guān)系統(tǒng)參照?qǐng)?zhí)行，并將控制完成的確認(rèn)指令返回。實(shí)施例可以采用在縣供電企業(yè)部署電能質(zhì)量監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)，在原機(jī)房或新建機(jī)房部署該系統(tǒng)采集前置機(jī)、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和維護(hù)工作站。縣供電企業(yè)、 供電所各級(jí)終端用戶可通過(guò)C/S、B/S兩種模式實(shí)現(xiàn)操作和瀏覽等功能。縣供電企業(yè)可以將新建的智能配電臺(tái)區(qū)、專變用戶、公變及下屬用戶用電信息以及已有的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)、集抄系統(tǒng)、電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等系統(tǒng)，通過(guò)通信接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)抽取與上傳，形成電能質(zhì)量監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，滿足對(duì)縣供電企業(yè)電能質(zhì)量實(shí)施監(jiān)測(cè)、分析決策與控制等高級(jí)應(yīng)用功能。需要聲明的是，本發(fā)明內(nèi)容及具體實(shí)施方式
意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請(qǐng)待批的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電能質(zhì)量集中監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)，其包括相互進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)層和現(xiàn)場(chǎng)層，其特征在于，所述系統(tǒng)包括與所述數(shù)據(jù)層進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)膽?yīng)用層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)用層包括并列設(shè)置的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)單元、電能質(zhì)量分析單元、電能質(zhì)量治理單元和輔助決策支持單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)層包括統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元以及并列設(shè)置的自動(dòng)化系統(tǒng)1、自動(dòng)化系統(tǒng)2、檢測(cè)系統(tǒng)1、檢測(cè)系統(tǒng)2和信息采集系統(tǒng)；所述自動(dòng)化系統(tǒng)1、所述自動(dòng)化系統(tǒng)2、所述檢測(cè)系統(tǒng)1、所述檢測(cè)系統(tǒng)2和所述信息采集系統(tǒng)分別與所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元相互通信；所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元接收所述應(yīng)用層的控制命令并向所述應(yīng)用層傳遞數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)場(chǎng)層包括并列設(shè)置的中低壓配電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備和與所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元連接的電能質(zhì)量監(jiān)控裝置；所述中低壓配電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備分別與所述自動(dòng)化系統(tǒng)1、所述自動(dòng)化系統(tǒng)2、所述檢測(cè)系統(tǒng)1、所述檢測(cè)系統(tǒng)2和所述信息采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中低壓配電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備包括依次連接的變電站、中壓線路、配電臺(tái)區(qū)和低壓用戶。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元包括并列設(shè)置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)；所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元將接收到的數(shù)據(jù)上傳至所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和所述歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電能質(zhì)量監(jiān)控裝置包括依次設(shè)置的電壓監(jiān)控系統(tǒng)、用戶用電信息單元、原有集抄系統(tǒng)、原有負(fù)控系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)以及其他監(jiān)控系統(tǒng)；所述電壓監(jiān)控系統(tǒng)、所述用戶用電信息單元、所述原有集抄系統(tǒng)、所述原有負(fù)控系統(tǒng)、所述調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、所述配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)以及所述其他監(jiān)控系統(tǒng)分別通過(guò)通信接口與所述統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集單元連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)包括并列設(shè)置的綜合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊、電壓監(jiān)測(cè)模塊、電流監(jiān)測(cè)模塊、功率監(jiān)測(cè)模塊、功率因數(shù)監(jiān)測(cè)模塊、三相不平衡監(jiān)測(cè)模塊和頻率監(jiān)測(cè)模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電能質(zhì)量分析單元包括并列設(shè)置的電壓合格率模塊、三相負(fù)荷不平衡度模塊、功率因數(shù)指標(biāo)模塊和諧波模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓質(zhì)量治理單元包括并列設(shè)置的在線仿真模塊、電壓治理模塊和標(biāo)準(zhǔn)查詢模塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助決策支持單元包括并列設(shè)置的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊、設(shè)備優(yōu)化配置模塊和運(yùn)行調(diào)控模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電能質(zhì)量集中監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)，其包括相互進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)層和現(xiàn)場(chǎng)層，所述系統(tǒng)包括與所述數(shù)據(jù)層進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)膽?yīng)用層。本發(fā)明提供的電能質(zhì)量監(jiān)控與輔助管理決策支持系統(tǒng)，采取有針對(duì)性的管理措施和技術(shù)措施，全面實(shí)施電能質(zhì)量治理以及配電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建設(shè)改造，有效提高電力服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量。
文檔編號(hào)H02J3/00GK102545212SQ20121000583
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者唐建崗, 宋祺鵬, 方恒福, 李運(yùn)碩, 段祥駿, 王金麗, 王金宇, 盛萬(wàn)興 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院