徐基前　楊黃河　程鑫

摘 要：現(xiàn)階段低壓臺區(qū)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與“全息感知、泛在連接、開放共享、融合創(chuàng)新” 的目標相比，仍存在一些不足。主要表現(xiàn)在感知深度廣度不足、業(yè)務(wù)即時性不足及感知層資源共享不足等。系統(tǒng)在停電感知、臺區(qū)線損、安全防護方面亟待改進。針對以上問題，文中提出一種低壓臺區(qū)全息感知技術(shù)，充分利用現(xiàn)有智能終端升級改造、臺區(qū)分支線加裝監(jiān)測模塊，智能融合終端等設(shè)備，實現(xiàn)臺區(qū)側(cè)停電、分支箱停電監(jiān)測、表箱停電監(jiān)測、戶內(nèi)戶外停電的臺區(qū)全息感知，實現(xiàn)了臺區(qū)線損分段監(jiān)測、相位識別、到戶分類負荷識別等功能。利用防護設(shè)備提升現(xiàn)場計量設(shè)備的安全防護等級，減少工作人員誤操作、竊電等情況的發(fā)生，實現(xiàn)了停電范圍精準判定，自動分析停電原因，并實時主動上報，提升故障搶修響應(yīng)速度和供電服務(wù)質(zhì)量。該方案目前已成功應(yīng)用于國網(wǎng)安徽合肥濱湖區(qū)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)低壓臺區(qū)全息感知示范工程，并取得了預(yù)期成果。

關(guān)鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng);全息感知;智能臺區(qū);表后停電;相位識別;HPLC

中圖分類號：TP39;TM714 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2020）07-00-02

0 引 言

電能表作為電網(wǎng)的末端設(shè)備，國網(wǎng)安裝量已達4.69億只，有著天然的泛在屬性[1-4]。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)大背景下，圍繞提升電能表的感知及接入能力，電能表作為家庭能源網(wǎng)關(guān)，建立能源企業(yè)與用戶，充電樁、分布式光伏等新接入設(shè)備與電網(wǎng)互動的高速通道，充分利用現(xiàn)有智能終端升級改造、臺區(qū)分支線加裝監(jiān)測模塊[5-6]、非侵入式負荷識別智能電能表，實現(xiàn)臺區(qū)側(cè)停電監(jiān)測、分支箱停電監(jiān)測、表箱停電監(jiān)測、戶內(nèi)戶外停電的臺區(qū)全息感知與臺區(qū)線損分段監(jiān)測、相位識別、到戶分類負荷識別等功能。

1 臺區(qū)停電全息感知

當前低壓臺區(qū)停電感知存在的問題：系統(tǒng)未能獲取實時智能電表停上電信息和量測信息，無法很好地支撐配電網(wǎng)的主動搶修和主動用戶服務(wù)，還需進一步擴大系統(tǒng)對配電低壓側(cè)的數(shù)據(jù)采集[7-8]。

停電信息主動上報及診斷基于電壓電流監(jiān)測、開關(guān)變位、停電事件和設(shè)備狀態(tài)等感知信息，實現(xiàn)停電范圍精準判定，自動分析停電原因，并實時主動上報，提升故障搶修響應(yīng)速度和供電服務(wù)質(zhì)量。臺區(qū)停電全息感知在停電全息感知范圍內(nèi)分臺區(qū)停電、分支線停電、表箱戶內(nèi)戶外停電等。

為建設(shè)合肥泛在電力物聯(lián)網(wǎng)智慧低壓臺區(qū)，提升低壓臺區(qū)全面感知能力，實現(xiàn)居民用戶表前表后停電的全息感知，提出了兩種解決方案。

1.1 方案一

加裝末端電源感知模塊，在表后斷路器開關(guān)出線側(cè)接入感知線，實現(xiàn)用戶表后停電信息的實時準確感知，并通過485通道上報至末端感知終端，經(jīng)末端感知終端綜合分析，通過HPLC寬帶模塊+RF無線雙模模塊準確上報到集中器和主站，實現(xiàn)表后停電實時感知。方案一架構(gòu)如圖1所示。

優(yōu)點：兼容現(xiàn)場已有的斷路器，通過HPLC+RF雙通道確保事件準確上報。

缺點：斷路器開關(guān)出線側(cè)接入感知線，容易引起用戶疑惑;現(xiàn)場一個表箱12塊表，需要加裝1只末端感知終端和

2只電源感知模塊，外觀存在接線，不整潔、不美觀;建設(shè)成本偏高。

1.2 方案二

更換表后斷路器開關(guān)為藍牙斷路器，將表箱內(nèi)的任何一只電表的HPLC模塊更換為藍牙HPLC模塊，實現(xiàn)與表箱內(nèi)斷路器的一對多通信[9-10]。通過集中器、藍牙HPLC模塊與藍牙斷路器通信，實現(xiàn)對藍牙斷路器的數(shù)據(jù)抄讀、監(jiān)測、上報，實時感知表后停電。方案二架構(gòu)如圖2所示。

主站與集中器之間的數(shù)據(jù)交互遵循DLT698.45協(xié)議，針對斷路器的采集與上報，擴展了相應(yīng)的DLT698.45協(xié)議。集中器與集中器本地通信單元的通信遵循Q/GDW1376.2協(xié)議，針對斷路器的采集與上報，擴展Q/GDW1376.2協(xié)議。

上行通道基于HPLC通信系統(tǒng)的組網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集，主站采集斷路器數(shù)據(jù)并實現(xiàn)遙測功能;下行通道通過藍牙與用戶端的藍牙斷路器通信。HPLC藍牙模塊為主機模塊，最大支持16個藍牙從節(jié)點，具備斷路器從節(jié)點地址管理功能，實時檢測斷路器運行狀態(tài)并上報。

同上一種方案相比，現(xiàn)場安裝無接線，整潔美觀，通過電表的藍牙HPLC模塊實時感知藍牙斷路器的開關(guān)狀態(tài);建設(shè)成本適中;每塊表對應(yīng)的斷路器信息在主站都存在一一對應(yīng)關(guān)系，便于故障定位、系統(tǒng)升級。因此采取方案二作為試點的表后停電感知方案。

2 臺區(qū)分段線損治理

目前由于老舊臺區(qū)環(huán)境復(fù)雜，布線繁瑣，線損較為嚴重，存在一定的漏電或竊電情況。

通過對臺區(qū)進線、分支出線、表箱進線、用戶電能表、臺區(qū)總表多個層級階段數(shù)據(jù)的采集（采集終端如智能開關(guān)、LTU），結(jié)合配電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對各節(jié)點的供入電量、供出電量、線損和線損率分時統(tǒng)計、日統(tǒng)計和月統(tǒng)計，分別計算出臺區(qū)總線損、配變側(cè)線損和分段線損，增加精細化線損分析手段，提升臺區(qū)線損合理率。具體采取如下

措施：

（1）分相線損數(shù)據(jù)分析：通過末端感知終端分相計量功能（表箱分相計量功能）、雙模單相表中模塊自帶的相位識別功能，實現(xiàn)核算集中器、表箱、用戶的分相線損

數(shù)據(jù);

（2）分段線損數(shù)據(jù)分析：通過末端感知終端表箱計量功能，核算集中器到分支箱、分支箱到表箱、表箱到用戶的分段線損數(shù)據(jù)。

3 安全防護

現(xiàn)有安全防護設(shè)備多采用傳統(tǒng)機械鎖，存在安全防護性低、管理規(guī)范性差、數(shù)據(jù)信息匱乏等問題，亟需從智能管理、信息物聯(lián)、安全防護三方面的客觀需求著手，研制計量智能物聯(lián)安全鎖具，全面改善電力計量設(shè)施鎖具的應(yīng)用現(xiàn)狀。

國網(wǎng)計量工作指導(dǎo)意見中，進一步明確了加強計量箱及內(nèi)部設(shè)備管理，因此，通過防護設(shè)備對計量箱破損、導(dǎo)線裸露等存在的嚴重安全隱患與竊電風(fēng)險進行監(jiān)控，強化計量資產(chǎn)全壽命周期管理。