一種城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)及其監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)及其監(jiān)控系統(tǒng)，包括供電線路及監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)包括高端用戶智能終端、臺(tái)區(qū)智能基站裝置和公變臺(tái)區(qū)管控主站裝置，高端用戶智能終端安裝于配電臺(tái)區(qū)低壓出線的高端用戶配電柜內(nèi)；高端用戶智能終端與臺(tái)區(qū)智能基站裝置通過(guò)EPON光纖網(wǎng)絡(luò)通訊連接，臺(tái)區(qū)智能基站裝置通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與公變臺(tái)區(qū)管控主站通訊連接；本實(shí)用新型高端用戶智能終端實(shí)時(shí)采集高端用戶的可靠用電及保護(hù)信息，并通過(guò)EPON光纖網(wǎng)絡(luò)上傳給臺(tái)區(qū)智能基站，該臺(tái)區(qū)智能基站通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)將臺(tái)區(qū)信息匯集到公變臺(tái)區(qū)管控主站，實(shí)現(xiàn)所有公變臺(tái)區(qū)的高端負(fù)荷群的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況集中監(jiān)控和管理。
【專利說(shuō)明】—種城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)及其監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力工程的配電自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)及其監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電力電子技術(shù)在城市供電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和各類新型電力負(fù)荷的接入，配電系統(tǒng)中增加了大量的非線性、沖擊性、波動(dòng)性負(fù)荷，引起電網(wǎng)電流、電壓波形發(fā)生畸變和諧波污染，三相不平衡日趨嚴(yán)重，導(dǎo)致電能損耗加重，供電用電設(shè)備的安全性降低，削弱了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。隨著智能電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，在用電安全可靠和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，對(duì)配電的可定制優(yōu)化和互動(dòng)提出了更高的要求。
[0003]現(xiàn)有的供電系統(tǒng)的供電線路主要實(shí)現(xiàn)供電要求，但是對(duì)于用戶的安全可靠用電及保護(hù)信息的實(shí)時(shí)管控還無(wú)法實(shí)現(xiàn)，尤其是對(duì)于一些重要的高端用戶的供電信息的監(jiān)控，這些監(jiān)控的無(wú)法實(shí)現(xiàn)就無(wú)法及時(shí)避免重要用戶供電過(guò)程中出現(xiàn)的故障，將損失降低到最小。現(xiàn)有的智能終端設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)電氣量采集、負(fù)荷實(shí)時(shí)計(jì)算、負(fù)荷調(diào)控及電壓失穩(wěn)和電壓不平衡保護(hù)，防止供電電壓和電流的一場(chǎng)變化而燒毀用電設(shè)備等功能，但是若是在供電系統(tǒng)中直接增加智能終端，將大大增加整個(gè)供電線路的布線、通訊線路負(fù)擔(dān)，影響整個(gè)線路的信號(hào)傳輸，或可導(dǎo)致供電線路受影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)及其監(jiān)控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)用戶的安全可靠用電及保護(hù)信息的實(shí)時(shí)管控。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)，包括供電線路及用于高端用戶供電的監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括高端用戶智能終端、臺(tái)區(qū)智能基站裝置和公變臺(tái)區(qū)管控主站裝置，所述高端用戶智能終端安裝于配電臺(tái)區(qū)低壓出線的高端用戶配電柜內(nèi)，高端用戶智能終端具備EPON通信接口，通過(guò)光網(wǎng)絡(luò)單元和分光器接入EPON光纖網(wǎng)絡(luò)；高端用戶智能終端與所述臺(tái)區(qū)智能基站裝置通過(guò)EPON光纖網(wǎng)絡(luò)通訊連接，臺(tái)區(qū)智能基站裝置通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與公變臺(tái)區(qū)管控主站通訊連接。
[0006]所述無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)為3G網(wǎng)絡(luò)。
[0007]所述公變臺(tái)區(qū)管控主站裝置包括用于與外圍系統(tǒng)通訊的接口。
[0008]本實(shí)用新型的城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)包括高端用戶智能終端、臺(tái)區(qū)智能基站裝置和公變臺(tái)區(qū)管控主站裝置，所述高端用戶智能終端安裝于配電臺(tái)區(qū)低壓出線的高端用戶配電柜內(nèi)，高端用戶智能終端具備EPON通信接口，通過(guò)光網(wǎng)絡(luò)單元和分光器接入EPON光纖網(wǎng)絡(luò)；高端用戶智能終端與所述臺(tái)區(qū)智能基站裝置通過(guò)EPON光纖網(wǎng)絡(luò)通訊連接，臺(tái)區(qū)智能基站裝置通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與公變臺(tái)區(qū)管控主站通訊連接。
[0009]所述無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)為3G網(wǎng)絡(luò)。
[0010]所述公變臺(tái)區(qū)管控主站裝置包括用于與外圍系統(tǒng)通訊的接口。[0011]本實(shí)用新型的城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)及其監(jiān)控系統(tǒng)，高端用戶智能終端實(shí)時(shí)采集高端用戶的可靠用電及保護(hù)信息，并通過(guò)EPON光纖網(wǎng)絡(luò)將信息上傳給臺(tái)區(qū)智能基站，該臺(tái)區(qū)智能基站用于各智能終端的信息匯集及控制，并通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)將臺(tái)區(qū)信息匯集到公變臺(tái)區(qū)管控主站，實(shí)現(xiàn)所有公變臺(tái)區(qū)的高端負(fù)荷群的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況集中監(jiān)控和管理，建立一體化配電用戶信息模型，進(jìn)行高端負(fù)荷的全局統(tǒng)計(jì)分析及供電優(yōu)化。對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控采集，實(shí)現(xiàn)全局高端負(fù)荷的調(diào)節(jié)控制、電能質(zhì)量和線損后臺(tái)分析。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是單個(gè)城市供電公變臺(tái)區(qū)配置示意圖；
[0013]圖2是公變臺(tái)區(qū)二次設(shè)備配置示意圖；
[0014]圖3是城市配電臺(tái)區(qū)自治管控系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，單個(gè)城市供電公變臺(tái)區(qū)包括有柱上公變和集成化箱變等配置模式，標(biāo)準(zhǔn)配置的公變一般具有三到四組低壓出線，每組低壓出線通過(guò)電纜和架空線向用戶延伸，通過(guò)低壓配電柜或分支箱接入高端大用戶，對(duì)于居民用戶則進(jìn)一步通過(guò)小型分支箱接到樓層負(fù)荷。基于公變臺(tái)區(qū)高端用戶群的低壓配用電一體化自治管控系統(tǒng)主要以配電公變、低壓出線以及低壓高端用戶為研究對(duì)象實(shí)現(xiàn)配用電的全過(guò)程自動(dòng)化管理。
[0016]如圖2的公變臺(tái)區(qū)二次設(shè)備配置圖所示，在單個(gè)城市公變臺(tái)區(qū)中，通過(guò)在需要關(guān)注的重要低壓出線的高端用戶配電柜內(nèi)，安裝高端用戶智能終端，多個(gè)智能終端通過(guò)ONU和分光器接入EPON光纖網(wǎng)絡(luò)，在公變房/JP柜內(nèi)安裝公變臺(tái)區(qū)智能基站裝置及OLT設(shè)備，采用IEC60870-5-104協(xié)議與系列高端用戶智能終端信息交互，智能基站同時(shí)可以接入公變電量采集單元。
[0017]如圖3所示，城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)以供電區(qū)域內(nèi)的所有公變臺(tái)區(qū)為管理對(duì)象，實(shí)現(xiàn)所有公變臺(tái)區(qū)的高端負(fù)荷群的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況集中監(jiān)控和管理，系統(tǒng)采用終端層、接入層、系統(tǒng)層的分層分布架構(gòu)，終端層主要包括安裝于每個(gè)高端用戶出線配電柜/分電箱的智能終端設(shè)備；接入層主要包括安裝于每個(gè)臺(tái)區(qū)配變附近的智能通信基站設(shè)備，對(duì)下完成所有智能終端設(shè)備的接入，對(duì)上完成臺(tái)區(qū)為單元的信息上傳到自治管控主站系統(tǒng)。
[0018]下面結(jié)合附圖本實(shí)用新型的實(shí)施方案進(jìn)行描述。
[0019]如圖3所示，城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)包括供電線路及監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)包括高端用戶智能終端、臺(tái)區(qū)智能基站、公變臺(tái)區(qū)管控主站。若干安裝于配電臺(tái)區(qū)低壓出線端的高端用戶(大用戶)智能終端，通過(guò)EPON光纖網(wǎng)絡(luò)將供電信息傳輸?shù)脚_(tái)區(qū)智能基站，智能基站完成各智能終端的信息匯集及控制的同時(shí)，同配電臺(tái)區(qū)其它系統(tǒng)接口通信，每個(gè)臺(tái)區(qū)的智能基站再通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)將臺(tái)區(qū)信息匯集到城市配電臺(tái)區(qū)管控主站系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)多個(gè)公變臺(tái)區(qū)的自治集中決策及調(diào)控，提高供電可靠性及電壓合格率、電能質(zhì)量等，并有效降低線損。
[0020]在配網(wǎng)公變臺(tái)區(qū)低壓出線端安裝高端(大用戶)智能終端，該終端主要完成功能包括電氣量采集、負(fù)荷實(shí)時(shí)計(jì)算、負(fù)荷調(diào)控、繼電保護(hù)、出線級(jí)的三相不平衡調(diào)控、電能質(zhì)量檢測(cè)、遙控?cái)嗦菲鞯龋邆銭PON通信接口。高端用戶(大用戶)終端提供EPON通信接口，以光纖方式通過(guò)分光器后，接入0LT，再匯集到公變臺(tái)區(qū)的智能基站裝置。
[0021]公變臺(tái)區(qū)智能基站裝置主要完成臺(tái)區(qū)各低壓出線智能終端的信息收集、防竊電控制、各低壓出線分支線路的精細(xì)化線損計(jì)算、無(wú)功補(bǔ)償、臺(tái)區(qū)級(jí)的三相不平衡調(diào)控，具備3G通信接口，接入?yún)^(qū)域公變臺(tái)區(qū)管控主站系統(tǒng)。高端用戶(大用戶)終端和公變臺(tái)區(qū)的智能基站裝置之間的通信采用IEC60870-5-104通信協(xié)議，高端用戶終端為IEC60870-5-104服務(wù)器端，公變臺(tái)區(qū)智能基站裝置為客戶端。
[0022]公變臺(tái)區(qū)管控主站具有與外圍系統(tǒng)通信的接口，用于根據(jù)上傳的區(qū)域內(nèi)各公變臺(tái)區(qū)信息及通過(guò)接口接收到的外圍系統(tǒng)信息集中進(jìn)行調(diào)控；外圍系統(tǒng)信息包括電信息采集系統(tǒng)、供電電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)和配網(wǎng)GIS系統(tǒng)。
[0023]區(qū)域公變臺(tái)區(qū)管控主站系統(tǒng)縱向接收供電區(qū)域內(nèi)所有公變臺(tái)區(qū)智能基站的數(shù)據(jù)，以供電區(qū)域內(nèi)的所有公變臺(tái)區(qū)為管理對(duì)象，實(shí)現(xiàn)所有公變臺(tái)區(qū)的高端負(fù)荷群的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況集中監(jiān)控和管理，建立基于IEC61968的一體化配電用戶信息模型,并橫向匯集接入用電信息采集系統(tǒng)、供電電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)等現(xiàn)已有的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，采用基于知識(shí)推理和人工智能的群體優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)路徑和最優(yōu)節(jié)能的臺(tái)區(qū)自治管理，進(jìn)行高端負(fù)荷的全局統(tǒng)計(jì)分析(供電可靠性統(tǒng)計(jì)、綜合線損統(tǒng)計(jì)等)及供電優(yōu)化。對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控采集，實(shí)現(xiàn)全局高端負(fù)荷的調(diào)節(jié)控制、電能質(zhì)量和線損后臺(tái)分析，最終實(shí)現(xiàn)低壓配電的一體化自治管控。
[0024]本城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)其相對(duì)傳統(tǒng)的粗放式供配電管理具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，是融合了傳感器技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、集群優(yōu)化技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等于一體的先進(jìn)實(shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)。
[0025]城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)通過(guò)在每一個(gè)城市配電公變高端負(fù)荷/大負(fù)荷安裝可定制配電智能終端，每個(gè)公變臺(tái)區(qū)安裝公變智能基站，實(shí)現(xiàn)公變負(fù)荷群的自治優(yōu)化、調(diào)節(jié)和控制管理，在負(fù)荷群區(qū)域自治管理的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)一定程度的用電負(fù)荷與控制中心的互動(dòng)，大大減輕城市配網(wǎng)自動(dòng)化的系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)提高可靠性。隨著無(wú)線通信、寬帶光纖及電力載波等通訊技術(shù)和通信成本減低，公變智能基站將負(fù)荷運(yùn)行實(shí)時(shí)信息、重要狀態(tài)信息以及告警信息等及時(shí)傳送到負(fù)荷管理中心和配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。
[0026]高端用戶智能終端采用面向高端用戶的集成化保護(hù)控制技術(shù)，以公變低壓高端大用戶作為一個(gè)獨(dú)立低壓供電單元，實(shí)現(xiàn)各種配電網(wǎng)異常和故障狀態(tài)下的安全可靠用電，全面集成化用電保護(hù)方法包括短路、過(guò)載保護(hù)，以及斷零、缺相和單相高阻對(duì)地等導(dǎo)致的電壓失穩(wěn)和電壓不平衡保護(hù)，防止供電電壓和電流的異常變化而燒毀用電設(shè)備，通過(guò)保護(hù)和控制手段保證供用電的連續(xù)性、可靠性和供電質(zhì)量，避免沖擊負(fù)荷損耗、諧波負(fù)荷損耗和不平衡負(fù)荷損耗，充分體現(xiàn)安全也是節(jié)能的理念。
[0027]配電臺(tái)區(qū)自治管控主站如圖3所示，以供電區(qū)域內(nèi)的所有公變臺(tái)區(qū)為管理對(duì)象，實(shí)現(xiàn)所有公變臺(tái)區(qū)的高端負(fù)荷群的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況集中監(jiān)控和管理，建立基于IEC61968的一體化配電用戶信息模型，接入用電信息采集系統(tǒng)、供電電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)等現(xiàn)已有的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行高端負(fù)荷的全局統(tǒng)計(jì)分析(供電可靠性統(tǒng)計(jì)、綜合線損統(tǒng)計(jì)等)及供電優(yōu)化。對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控采集，實(shí)現(xiàn)全局高端負(fù)荷的調(diào)節(jié)控制、電能質(zhì)量和線損后臺(tái)分析，最終實(shí)現(xiàn)低壓配用電的一體化自治管控。
【權(quán)利要求】
1.城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)，包括供電線路及用于高端用戶供電的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括高端用戶智能終端、臺(tái)區(qū)智能基站裝置和公變臺(tái)區(qū)管控主站裝置，所述高端用戶智能終端安裝于配電臺(tái)區(qū)低壓出線的高端用戶配電柜內(nèi)，高端用戶智能終端具備EPON通信接口，通過(guò)光網(wǎng)絡(luò)單元和分光器接入EPON光纖網(wǎng)絡(luò)；高端用戶智能終端與所述臺(tái)區(qū)智能基站裝置通過(guò)EPON光纖網(wǎng)絡(luò)通訊連接，臺(tái)區(qū)智能基站裝置通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與公變臺(tái)區(qū)管控主站通訊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)，其特征在于:所述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為3G網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)，其特征在于:所述公變臺(tái)區(qū)管控主站裝置包括用于與外圍系統(tǒng)通訊的接口。
4.城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控系統(tǒng)包括高端用戶智能終端、臺(tái)區(qū)智能基站裝置和公變臺(tái)區(qū)管控主站裝置，所述高端用戶智能終端安裝于配電臺(tái)區(qū)低壓出線的高端用戶配電柜內(nèi)，高端用戶智能終端具備EPON通信接口，通過(guò)光網(wǎng)絡(luò)單元和分光器接入EPON光纖網(wǎng)絡(luò)；高端用戶智能終端與所述臺(tái)區(qū)智能基站裝置通過(guò)EPON光纖網(wǎng)絡(luò)通訊連接，臺(tái)區(qū)智能基站裝置通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與公變臺(tái)區(qū)管控主站通訊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為3G網(wǎng)絡(luò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的城市配電臺(tái)區(qū)自治管控優(yōu)化供電系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述公變臺(tái)區(qū)管控主站裝置包括用于與外圍系統(tǒng)通訊的接口。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK203466629SQ201320590977
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】魏勇, 劉星, 史宏光, 李國(guó)斌, 李俊剛 申請(qǐng)人:許繼集團(tuán)有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司