CN111564898A - 一种基于智能电表的多功能智能控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于智能电表的多功能智能控制***，包括，数据采集器，连接在台区中，采集台区内各个部分的数据；监测模块，与数据采集器连接，检测用户电压、电流和电量，配变电压、电流、负载率监测，无功补偿、换相开关可控资源信息监测，户变关系校核；数据计算与分析模块，与监测模块连接，根据检测模块的检测数据，进行台区特性分析；优化协调控制模块，与数据计算与分析模块连接，根据数据计算与分析模块的分析结果，制定调整策略，调整台区的运行状态；用户交互功能模块，与数据计算与分析模块连接，用于向用户反馈台区状态信息，提供交互界面。本发明有助于解决台区监控和管理难的问题，提升台区精细化管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别是，涉及一种基于智能电表的多功能智能控制***。
背景技术
台区数量大，网架结构复杂，用户多，设备多和杂，是供电环节的最后一环，也是供电企业运行管理的薄弱区域，存在电能质量、用户投诉居多问题，缺少有效的控制手段和方法。随着智能电表在台区的全覆盖以及在透明电网的背景下，对台区进行精细化管理和控制，技术上开始逐步成熟。
现阶段台区管理和控制存在以下不足：
1)台区线损率偏高，异常情况时有发生。
2)台区低电压不能有效监测和治理，停电情况也无法得到有效监测和信息告知。
3)电网企业在台区管理过程中，未对用户进行及时信息提醒，造成用户投诉等问题；高峰负荷时，不能及时采取措施降低负荷。
4)未能把广大用户的交互能力参与到台区管理中。
5)智能电表的高级应用功能未得到充分的利用。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的针对台区管理和监控中技术不足缺陷，从而提供一种基于智能电表的多功能智能控制***，解决台区运行数据缺乏、线损率偏高、三相不平衡、高低压和低电压、用户投诉、未与用户进行交互等技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于智能电表的多功能智能控制***，包括，
数据采集器，连接在台区中，采集台区内各个部分的数据；
监测模块，与数据采集器连接，检测用户电压、电流和电量，配变电压、电流、负载率监测，无功补偿、换相开关可控资源信息监测，户变关系校核；
数据计算与分析模块，与监测模块连接，根据所述检测模块的检测数据，进行台区特性分析；
优化协调控制模块，与所述数据计算与分析模块连接，根据数据计算与分析模块的分析结果，制定调整策略，调整台区的运行状态；
用户交互功能模块，与所述数据计算与分析模块连接，用于向用户反馈台区状态信息，提供交互界面。
作为本发明所述基于智能电表的多功能智能控制***的一种优选方案，其中：所述数据计算与分析模块用于线损计算和分析、低电压分析、三相不平衡分析、分布式电源分析、可靠性分析、窃电分析。
作为本发明所述基于智能电表的多功能智能控制***的一种优选方案，其中：所述监测模块用于用电电压、电流和电流监测，配变电压、电流、负载率等监测，无功补偿、换相开关等可控资源信息监测，户变关系校核。
作为本发明所述基于智能电表的多功能智能控制***的一种优选方案，其中：该***是配变和台区的综合监控平台，利用台区的可控资源，通过通讯、信息化、控制技术控制台区运行过程中的功耗、三相平衡、电压值和荷载。
作为本发明所述基于智能电表的多功能智能控制***的一种优选方案，其中：所述优化协调控制模块针对损耗偏高、三相不平衡、负载率偏高、低电压问题进行优化协调计算后，对负荷控制终端、用户智能电表、变压器、无功补偿装置、换相开关、支路开关、分布式电源可控资源发出调整指令，优化协调控制解决运行中存在的问题；对于建设阶段存在的问题，优化协调控制给出规划设计和改造方案；负荷调整包含需求侧响应调整和紧急情况下的负荷调整。
作为本发明所述基于智能电表的多功能智能控制***的一种优选方案，其中：该***综合考虑的用户参与、分布式电源、变压器、无功补偿装置、换相开关可控资源进行优化控制调整。
作为本发明所述基于智能电表的多功能智能控制***的一种优选方案，其中：优化协调控制优先从现有可控资源进行优化协调，当现有资源难以解决存在的低电压、重负载问题时，优化协调控制提出规划阶段的规划设计和改造方案，所述规划设计和改造方案包括无功补偿装置、换相开关。
作为本发明所述基于智能电表的多功能智能控制***的一种优选方案，其中：该***执行以下步骤：
步骤1、数据采集器从负荷控制终端、用户智能电表、配变监测终端(TTU)、变压器(配变)、无功补偿装置、换相开关、支路开关、分布式电源采集数据，报送监测模块；
步骤2、监测模块进行数据处理，对用户电压、电流和电量进行监测，对配变的电压、电流、负载率、档位信息进行监测，对无功补偿装置、换相开关、分布式电源可控资源进行监测，同时具有户变关系校核功能；
步骤3、监控模块将处理的数据发送至数据计算与分析模块，进行线损计算和分析、低电压分析、三相不平衡分析、分布式电源分析、可靠性分析、窃电分析，找出配变和台区运行过程中存在的问题，并整理得到电网企业和用户需要的信息以及报表；
步骤4、数据计算与分析模块将配变和台区运行中存在的问题发送至优化协调控制模块，同时优化协调控制模块收到来自与用户交互的信息；
步骤5、数据计算与分析模块将统计分析的电压、电流信息发送至信息发布模块；信息发布模块将信息发送至计量自动化、营销***、数字电网外部***，并接受外部***的信息输入；
步骤6、信息发布模块将内部信息和外部信息综合信息发送至用户交互模块；用户交互模块对用户进行高负荷提醒、停电提醒、低电压提醒、实时电价和电费提醒，在用电高峰时与用户进行负荷调整交互，并将交互信息发送至优化协调控制模块。
作为本发明所述基于智能电表的多功能智能控制***的一种优选方案，其中：步骤1到步骤3之间按固定周期不断循环的进行数据采集、监测和分析计算。
本发明的有益效果：本发明提供的基于智能电表的多功能智能控制***，利用现有信息***技术和控制技术，为台区管理和监控以及用户交互和需求侧响应提供了***解决方案，有助于解决台区综合管理和监控、用户投诉、高低压和低电压、线损异常等问题，促进台区的精细化管理，降低配变重负载和超负载运行的风险。本发明对台区进行了数据处理和计算，为数字电网提供台区运行信息，为台区的规划设计、改造提供基础数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明流程原理框架结构示意图；
图2为台区三相平衡变化柱状图；
图3为台区电压优化后电压变化图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
如图1所示，一种基于智能电表的多功能智能控制***，包括数据采集器，连接在台区中，采集台区内各个部分的数据；监测模块，与数据采集器连接，检测用户电压、电流和电量，配变电压、电流、负载率监测，无功补偿、换相开关可控资源信息监测，户变关系校核；数据计算与分析模块，与监测模块连接，根据检测模块的检测数据，进行台区特性分析；优化协调控制模块，与数据计算与分析模块连接，根据数据计算与分析模块的分析结果，制定调整策略，调整台区的运行状态；用户交互功能模块，与数据计算与分析模块连接，用于向用户反馈台区状态信息，提供交互界面。
本发明提供的基于智能电表的多功能智能控制***，利用现有信息***技术和控制技术，为台区管理和监控以及用户交互和需求侧响应提供了***解决方案，有助于解决台区综合管理和监控、用户投诉、高低压和低电压、线损异常等问题，促进台区的精细化管理，降低配变重负载和超负载运行的风险。本发明对台区进行了数据处理和计算，为数字电网提供台区运行信息，为台区的规划设计、改造提供基础数据。
本实施例中，数据计算与分析模块用于线损计算和分析、低电压分析、三相不平衡分析、分布式电源分析、可靠性分析、窃电分析。
在本实施例中，监测模块用于用电电压、电流和电流监测，配变电压、电流、负载率等监测，无功补偿、换相开关等可控资源信息监测，户变关系校核。
具体的，本实施例中的***是配变和台区的综合监控平台，利用台区的可控资源，通过通讯、信息化、控制技术控制台区运行过程中的功耗、三相平衡、电压值和荷载。
具体的，本实施例中优化协调控制优先从现有可控资源进行优化协调，当现有资源难以解决存在的低电压、重负载问题时，优化协调控制提出规划阶段的规划设计和改造方案，规划设计和改造方案包括无功补偿装置、换相开关。
本实施例中的优化协调控制模块针对损耗偏高、三相不平衡、负载率偏高、低电压问题进行优化协调计算后，对负荷控制终端、用户智能电表、变压器、无功补偿装置、换相开关、支路开关、分布式电源可控资源发出调整指令，优化协调控制解决运行中存在的问题；对于建设阶段存在的问题，优化协调控制给出规划设计和改造方案；负荷调整包含需求侧响应调整和紧急情况下的负荷调整。
实施例2
本实施例提供一种基于智能电表的多功能智能控制***，该***执行包括以下步骤：
步骤1、数据采集器从负荷控制终端、用户智能电表、配变监测终端(TTU)、变压器(配变)、无功补偿装置、换相开关、支路开关、分布式电源采集电压、电流、功率、档位信息、可调容量等数据信息，并将数据报送至监测模块。每 15分钟自动采集一次，共96点运行数据数据。对于特殊数据，监控模块根据需要(窃电行为、户变关系校核)通过指令采集设备的电压、电流波形。
步骤2、利用数据预处理技术，监测模块先进行数据处理，拟合成数据曲线，对用户电压、电流和电量进行监测，对配变的电压、电流、负载率、档位信息进行监测，对无功补偿装置、分布式电源等出力进行监测，对换相开关的接入相进行监测。同时，监控模块具有户变关系校核功能。
步骤3、监控模块将处理的数据发送至数据计算与分析模块，利用大数据挖掘技术、人工智能等技术，进行线损计算和分析、低电压分析、三相不平衡分析、分布式电源分析、可靠性分析、窃电分析，找出配变和台区运行过程中存在的低电压、重过载、线损率偏高等问题，并整理得到电网企业和用户需要的线损率、电压合格率、停电时间等运行信息以及报表，并进行日、月、季度、年度数据统计功能。
步骤4、数据计算与分析模块将配变和台区运行中存在的问题发送至优化协调控制模块，同时优化协调控制模块收到来自与用户交互的信息。优化协调控制模块针对损耗偏高、三相不平衡、负载率偏高、低电压等问题，进行优化协调计算，并对负荷控制终端、用户智能电表、配变、无功补偿装置、换相开关、支路开关、分布式电源等可控资源发出控制调整指令，优化协调控制解决运行中存在的问题。优化协调控制模块根据问题需求，及时进行优化协调控制。
步骤5、数据计算与分析模块将统计分析的电压、电流等信息发送至信息发布模块。信息发布模块将电压、电流、电量、线损率等信息发送至计量自动化、营销***、数字电网等外部***。同时，实时电价、投诉、用户信息等外部***的信息通过***接口输入到数据计算与分析模块。
步骤6、信息发布模块将内部信息和外部信息等综合信息发送至用户交互模块。用户交互模块为用户提供高负荷提醒、停电提醒、低电压提醒、实时电价和电费提醒等服务。在用电高峰时，与用户进行，通过电价激励和补偿激励，促使用户参与需求侧响应，进行负荷调整交互，并将交互信息发送至优化协调控制模块。负荷调整包含需求侧响应调整和紧急情况下的负荷调整。
实施例3
本实施例选取了部分台区作为样本，在台区中加入了智能电表控制***，对比了接入前后的台区供电参数变化，并由此对了线损率。
表1对三相不平衡优化前后对比情况
由上表及图2中可以看出，台区供电经过优化后，三相不平衡有了下降，使得线损率能够下降1.44％。
另外，本实施例选取了5个台区，对比了为接入了控制***，前后的线损率变化情况下表为各个台区的线损率对比。
表2台区线损对比图
通过5个台区的实验数据对比，该***对台区进行了有效的综合管理和控制，台区线损率有效降低2％。
本实施例中还对台区的电压情况进行了监控，如图3所示，对比了优化前后各节点的电压变化率。可以看出台区的高电压和低电压发生率均有所下降。
同时，通过5个台区的实验数据对比，该***对台区进行了有效的综合管理和控制，台区线损率有效降低2％，三相不平衡率降低25％，用户投诉降低82％，高峰负荷得到有效控制，重过载发生率降低65％，并生成了无功补偿增加配置容量、线路截面增大的规划和改造方案。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种基于智能电表的多功能智能控制***，其特征在于：包括，
数据采集器，连接在台区中，采集台区内各个部分的数据；
监测模块，与数据采集器连接，检测用户电压、电流和电量，配变电压、电流、负载率监测，无功补偿、换相开关可控资源信息，户变关系校核；
数据计算与分析模块，与监测模块连接，根据所述检测模块的检测数据，进行台区特性分析；
优化协调控制模块，与所述数据计算与分析模块连接，根据数据计算与分析模块的分析结果，制定调整策略，调整台区的运行状态；
用户交互功能模块，与所述数据计算与分析模块连接，用于向用户反馈台区状态信息，提供交互界面。
2.根据权利要求1所述的基于智能电表的多功能智能控制***，其特征在于：所述数据计算与分析模块用于线损计算和分析、低电压分析、三相不平衡分析、分布式电源分析、可靠性分析、窃电分析。
3.根据权利要求1所述的基于智能电表的多功能智能控制***，其特征在于：所述监测模块用于用电电压、电流和电流监测，配变电压、电流、负载率监测，无功补偿、换相开关可控资源信息监测，户变关系校核。
4.根据权利要求1所述的基于智能电表的多功能智能控制***，其特征在于：该***是配变和台区的综合监控平台，利用台区的可控资源，通过通讯、信息化、控制技术控制台区运行过程中的功耗、三相平衡、电压值和荷载。
5.根据权利要求1或2所述的基于智能电表的多功能智能控制***，其特征在于：所述优化协调控制模块针对损耗偏高、三相不平衡、负载率偏高、低电压的问题进行优化协调计算后，对负荷控制终端、用户智能电表、变压器、无功补偿装置、换相开关、支路开关、分布式电源可控资源发出调整指令，优化协调控制解决运行中存在的问题；对于建设阶段存在的问题，优化协调控制给出规划设计和改造方案；负荷调整包含需求侧响应调整和紧急情况下的负荷调整。
6.根据权利要求1所述的基于智能电表的多功能智能控制***，其特征在于：该***对用户参与、分布式电源、变压器、无功补偿装置、换相开关、可控资源进行优化控制调整。
7.根据权利要求1所述的基于智能电表的多功能智能控制***，其特征在于：优化协调控制优先从现有可控资源进行优化协调，当现有资源难以解决存在的低电压、重负载问题时，优化协调控制提出规划阶段的规划设计和改造方案，所述规划设计和改造方案包括无功补偿装置、换相开关。
8.根据权利要求1所述的基于智能电表的多功能智能控制***，其特征在于：该***执行以下步骤：
步骤1、数据采集器从负荷控制终端、用户智能电表、配变监测终端(TTU)、变压器(配变)、无功补偿装置、换相开关、支路开关、分布式电源采集数据，报送监测模块；
步骤2、监测模块进行数据处理，对用户电压、电流和电量进行监测，对配变的电压、电流、负载率、档位信息进行监测，对无功补偿装置、换相开关、分布式电源可控资源进行监测，同时具有户变关系校核功能；
步骤3、监控模块将处理的数据发送至数据计算与分析模块，进行线损计算和分析、低电压分析、三相不平衡分析、分布式电源分析、可靠性分析、窃电分析，找出配变和台区运行过程中存在的问题，并整理得到电网企业和用户需要的信息以及报表；
步骤4、数据计算与分析模块将配变和台区运行中存在的问题发送至优化协调控制模块，同时优化协调控制模块收到来自与用户交互的信息；
步骤5、数据计算与分析模块将统计分析的电压、电流信息发送至信息发布模块；信息发布模块将信息发送至计量自动化、营销***、数字电网外部***，并接受外部***的信息输入；
步骤6、信息发布模块将内部信息和外部信息综合信息发送至用户交互模块；用户交互模块对用户进行高负荷提醒、停电提醒、低电压提醒、实时电价和电费提醒，在用电高峰时与用户进行负荷调整交互，并将交互信息发送至优化协调控制模块。
9.根据权利要求8所述的一种基于智能电表的多功能智能控制***，其特征在于：步骤1到步骤3之间按固定周期不断循环的进行数据采集、监测和分析计算。
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