專利名稱：配電線路實時監控分析系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電網線路的遠程監測維護技術，尤其涉及配電線路實時監控分析系統。
背景技術：
CT (current transformer，電流互感器)是電力系統中廣泛采用的電磁式電流互感器。電流互感器的特點是(1) 一次線圈串聯在電路中，并且匝數很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測電路的負荷電流.而與二次電流無關；(2)電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態下運行。PT (potential transformer，電壓互感器)是發電廠、變電所等輸電和供電系統不可缺少的一種電器。電壓互感器和變壓器很相像，都是用來變換線路上的電壓。但是變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安為計算單位；而電壓互感器變換電壓的目的，主要是用來給測量儀表和繼電保護裝置供電，用來測量線路的電壓、功率和電能，或者用來在線路發生故障時保護線路中的貴重設備、電機和變壓器，因此電壓互感器的容量很小，一般都只有幾伏安、幾十伏安，最大也不超過一千伏安。變電站通過CT、PT對一次數據的采集和測控裝置對一次數據的轉換，在人工畫成的接線圖上顯示線路、主變的電壓、電流等數據。配變計量(負載)終端的全面安裝和計量自動化系統的建成，實現配變電流、電壓等測量數據的遠程監測。配網地理信息系統(GIS)能通過沿布圖自動生成單線圖，但是，由于配電線路上沒有在固定位置安裝CT和相應的通訊裝置，導致配電線路電流數據無法利用系統實現對電流數據的遠程監測。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提供了配電線路實時監控分析系統，能夠實現在線路結線圖顯示監測點的負載數據，為線路的安全運行提供有力的保障。本發明提供了一種配電線路實時監控分析系統，包括線路負荷實時采集模塊、與所述線路負荷實時采集模塊相連的模型智能分析模塊和與所述模型智能分析模塊相連的數據展示模塊；
所述線路負荷實時采集模塊，用于從負載及配變監測終端系統采集的配變負荷、電流數據、配網地理信息系統的配電網的網絡拓撲關系數據；
所述模型智能分析模塊，用于通過預設的計算模型，在配網地理信息系統拓撲結構圖上自動實現對配電干線、支線的實時負荷監測和運行狀態的智能分析；
所述數據展示模塊，用于實現在單線圖上展示干線、支線的實時負荷監測信息，以及監測點的電流、負載信息。進一步地，所述線路負荷實時采集模塊，包括
與配網地理信息系統相連的GIS集成單元，用于使用配網GIS單線圖拓撲數據，集成配網GIS單線圖展示界面；與負荷及配變監測系統相連的配變負荷集成單元，用于每隔預設數時間從負荷及配變監測系統獲取電流、電壓數據，并儲存在預設的服務器上。進一步地，所述模型智能分析模塊，包括
配網支線電流計算單元，用于根據變壓器電流值反推監測點電流值，具體公式包括 1=11+12+13…+In，其中II、12、13···、In為各級變壓器的電流值；
監測點選取單元，用于根據變電站出線的首端線段、干線上線徑發生變化的線段處、支線上容量大于2500KVA的支線或多于5臺配變的支線首端獲取監測點；
監測點電流獲取單元，用于根據監測點中的變壓器獲得PI點接口，從Pi數據庫中獲得計量自動化的數據，包括對應的變壓器一次電流和一次電壓數據；
監測點負載率獲取單元，用于根據監測點所在干線或支線線段的型號獲得其額定電流，再根據監測點所在線段額定電流和監測點實際電流獲取監測點負載率，其中，監測點負載率=監測點所在線段額定電流/監測點實際電流X 100%。實施本發明，具有如下有益效果
利用已有線路的具備通訊功能的配變終端采集的電流電壓等數據，通過建立合理的計算模型和展示方式，在線路結線圖顯示監測點的負載數據，無需在配電線路固定位置安裝 CT和相應的通訊裝置，省去數以千萬元的大量的投資成本和日后巨大的維護工作量和維修費用。另外，實現配電線路電流數據的遠程監測，為線路的安全運行提供有力的保障。
圖1是本發明一種配電線路實時監控分析系統的示意圖； 圖2是本發明監測點負載拓撲計算流程圖3是本發明一種配電線路實時監控分析系統的實施例第一效果圖； 圖4是本發明一種配電線路實時監控分析系統的實施例第二效果圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。圖1是本發明一種配電線路實時監控分析系統的示意圖，包括線路負荷實時采集模塊、與所述線路負荷實時采集模塊相連的模型智能分析模塊和與所述模型智能分析模塊相連的數據展示模塊；
所述線路負荷實時采集模塊，用于從負載及配變監測終端系統采集的配變負荷、電流數據、配網地理信息系統的配電網的網絡拓撲關系數據；
所述模型智能分析模塊，用于通過預設的計算模型，在配網地理信息系統拓撲結構圖上自動實現對配電干線、支線的實時負荷監測和運行狀態的智能分析；
所述數據展示模塊，用于實現在單線圖上展示干線、支線的實時負荷監測信息，以及監測點的電流、負載信息。本發明利用線路已有的具備通訊功能的負載及配變監測終端系統采集的電流電壓等數據，結合GIS地理信息系統，通過建立合理的計算模型和展示方式，在線路結線圖顯示相應監測點的負載數據，無需在配電線路固定位置安裝CT和相應的通訊裝置，省去數以千萬元的大量的投資成本和日后巨大的維護工作量和維修費用。另外，實現配電線路電流數據的遠程監測，為線路的安全運行提供有力的保障。進一步地，所述線路負荷實時采集模塊，包括
與配網地理信息系統相連的GIS集成單元，用于使用配網GIS單線圖拓撲數據，集成配網GIS單線圖展示界面；
與負荷及配變監測系統相連的配變負荷集成單元，用于每隔預設數時間從負荷及配變監測系統獲取電流、電壓數據，并儲存在預設的服務器上。本發明配電線路實時監控分析系統與GIS系統相集成，具體地，應用于IOkV的配電線路實時監控分析系統與配網GIS系統的緊密集成，使用配網GIS單線圖拓撲數據，集成配網GIS單線圖展示界面，并實現在單線圖上展示監測點負荷信息。本發明配電線路實時監控分析系統還與負荷及配變監測系統相集成，具體地，應用于IOkV的配電線路實時監控分析系統每隔5分鐘從負荷及配變監測系統獲取電流、電壓等數據，并儲存在專用服務器上。進一步地，所述模型智能分析模塊，包括
配網支線電流計算單元，用于根據變壓器電流值反推監測點電流值，具體公式包括 1=11+12+13…+In，其中II、12、13···、In為各級變壓器的電流值；
監測點選取單元，用于根據變電站出線的首端線段、干線上線徑發生變化的線段處、支線上容量大于2500KVA的支線或多于5臺配變的支線首端獲取監測點；
監測點電流獲取單元，用于根據監測點中的變壓器獲得PI點接口，從Pi數據庫中獲得計量自動化的數據，包括對應的變壓器一次電流和一次電壓數據；
監測點負載率獲取單元，用于根據監測點所在干線或支線線段的型號獲得其額定電流，再根據監測點所在線段額定電流和監測點實際電流獲取監測點負載率，其中，監測點負載率=監測點所在線段額定電流/監測點實際電流X 100%。由于配電線路上配變多，網架結構復雜，如監測點選擇方法不當，將造成如下兩方面問題1、監測點太小，不利于線路的監控；監測點太多，在單線圖有限空間上顯示比較凌亂，所以監測點的選擇也顯得尤為重要，既要兼顧監測點滿足運行要求，又要兼顧單線圖畫面整齊清晰。基于上述原因，為了方便監測某段線路的負載情況而選取的監測點，需要遵循如下三個原則是1、變電站出線的首端線段；2、干線上線徑發生變化的線段處；3、支線上容量大于2500KVA的支線(按現有順德配網目前的情況，最小支線一般為YJV22-35，對應的允許載流量K5A，對應的裝變容量為2700KVA，小于該容量的支線沒有監測意義)或多于5 臺配變的支線首端。系統每天定時監控中壓饋線的拓撲關系，如果拓撲關系有變動，則重新生成該線路上的監測點。對于監測點變壓器的電流，根據監測點中的變壓器獲得PI點接口，根據PI 點得到其對應的變壓器一次電流、一次電壓(從Pi數據庫中獲得計量自動化的數據)。目前系統中記錄支線額定電流是根據電纜和導線型號，獲得中壓額定電流。由于計量方式的不同，不能直接使用一次電流計算監測點的負載率，因此對一次電流需要做相應的轉換。高供高計(電壓U>=5kV)，計算電流I與一次電流值一致高供低計(電壓U<5kV)，計算電流I = 一次電流/(10kV/0.4kV) 特殊情況處理方式電壓U>10kV或則電壓U<0. IkV計算電流I=O系統定時每15分鐘更新一次變壓器的當前電流值
另外，對于獲取監測點負載率，可以根據監測點所在干線或支線線段的型號獲得其額定電流，再通過下述公式獲取監測點負載率=監測點所在線段額定電流/監測點實際電流 X100%O圖2是本發明監測點負載拓撲計算流程圖。圖2是說明了模型智能分析模塊的具體運算流程。配網生產在監測點拓撲計算點階段包括，選取監測點，生成監測點下的變壓器，訪問計量庫表拓撲出PI點列表，判斷查找計算點表中是否有該PI點計算組合，當是有該PI點計算組合時關聯監測點與計算點關系；當否定時，建立新的計算點信息，觸發新建計算點。配網生產在計算階段包括，分布式每隔15分鐘計算計算點表中的所有數據，并存入PI庫。計量數據應用分析在監測點拓撲計算點階段包括，共享庫表給配網生產，根據變壓器ID查詢記錄變壓器電流的PI點，與所述觸發新建計算點相對應新建PI點接口。計量數據應用分析在計算階段包括，獲取PI實時數據庫。圖3是本發明一種配電線路實時監控分析系統的實施例第一效果圖。如圖3所示，采用本發明的系統提供了干線、支線的負荷監測功能和數據，為配網線路的安全運行提供直觀、有效的判斷。而且，通過系統的智能分析功能，為配網的轉供電和故障快速復電提供了參考依據，避免電網由于轉供電原因引起線路過載跳閘，提高供電可靠性。進一步地，本發明還包括負荷日志查詢模塊，用于獲取監測點的日、月負荷曲線， 歸類重過載的監測點、顯示監測點電流的最大值及其出現時刻。圖4是本發明一種配電線路實時監控分析系統的實施例第二效果圖。如圖4所示， 本系統能生成監測點日、月負荷曲線，歸類重過載的監測點、顯示監測點電流的最大值及其出現時刻，通過系統的歷史查詢功能，能清楚解線路各監測點的負荷運行情況，為線路的改造提供有力的參考。以上所述的本發明實施方式，并不構成對本發明保護范圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護范圍之內。
權利要求
1.一種配電線路實時監控分析系統，其特征在于，包括線路負荷實時采集模塊、與所述線路負荷實時采集模塊相連的模型智能分析模塊和與所述模型智能分析模塊相連的數據展示模塊；所述線路負荷實時采集模塊，用于從負載及配變監測終端系統采集的配變負荷、電流數據、配網地理信息系統的配電網的網絡拓撲關系數據；所述模型智能分析模塊，用于通過預設的計算模型，在配網地理信息系統拓撲結構圖上自動實現對配電干線、支線的實時負荷監測和運行狀態的智能分析；所述數據展示模塊，用于實現在單線圖上展示干線、支線的實時負荷監測信息，以及監測點的電流、負載信息。
2.根據權利要求1所述的配電線路實時監控分析系統，其特征在于，所述線路負荷實時采集模塊，包括與配網地理信息系統相連的GIS集成單元，用于使用配網GIS單線圖拓撲數據，集成配網GIS單線圖展示界面；與負荷及配變監測系統相連的配變負荷集成單元，用于每隔預設數時間從負荷及配變監測系統獲取電流、電壓數據，并儲存在預設的服務器上。
3.根據權利要求1所述的配電線路實時監控分析系統，其特征在于，所述模型智能分析模塊，包括配網支線電流計算單元，用于根據變壓器電流值反推監測點電流值，具體公式包括 1=11+12+13…+In，其中II、12、13···、In為各級變壓器的電流值；監測點選取單元，用于根據變電站出線的首端線段、干線上線徑發生變化的線段處、支線上容量大于2500KVA的支線或多于5臺配變的支線首端獲取監測點；監測點電流獲取單元，用于根據監測點中的變壓器獲得PI點接口，從Pi數據庫中獲得計量自動化的數據，包括對應的變壓器一次電流和一次電壓數據；監測點負載率獲取單元，用于根據監測點所在干線或支線線段的型號獲得其額定電流，再根據監測點所在線段額定電流和監測點實際電流獲取監測點負載率，其中，監測點負載率=監測點所在線段額定電流/監測點實際電流X 100%。
4.根據權利要求1至3任一項所述的配電線路實時監控分析系統，其特征在于，還包括負荷日志查詢模塊，用于獲取監測點的日、月負荷曲線，歸類重過載的監測點、顯示監測點電流的最大值及其出現時刻。
全文摘要
本發明公開了配電線路實時監控分析系統。該系統包括線路負荷實時采集模塊、與所述線路負荷實時采集模塊相連的模型智能分析模塊和與所述模型智能分析模塊相連的數據展示模塊；所述線路負荷實時采集模塊，用于從負控及配變監測終端系統采集的配變負荷、電流數據、配網地理信息系統的配電網的網絡拓撲關系數據；所述模型智能分析模塊，用于通過預設的計算模型，在配網地理信息系統拓撲結構圖上自動實現對配電干線、支線的實時負荷監測和運行狀態的智能分析；所述數據展示模塊，用于實現在單線圖上展示干線、支線的實時負荷監測信息，以及監測點的電流、負載信息。采用發明，可以在線路結線圖顯示相應點的負荷數據，為線路的安全運行提供有力的保障。
文檔編號H02J13/00GK102497021SQ20111041733
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年12月14日
發明者岑建福, 張哲軍, 謝敬信, 邵常開, 陳中明, 陳勉, 陳旭宇 申請人:廣東電網公司佛山供電局