专利名称：一种电能质量集中监控与辅助管理决策支持系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统管理领域，具体涉及一种电能质量集中监控与辅助管理决策支持系统。
背景技术：
现有在配电网规划、设计、建设和生产维护中，采用多种技术和管理手段来解决电能质量问题，技术上主要采用有载调压主变、线路调压器、各类无功补偿装置、谐波治理装置等；管理上主要加强电压无功管理、建立健全电压监测网络、完善用户电能质量投诉流程管理等。这些手段和方法大都是采用单点应用和经验管理为主，在一定程度上解决了部分电能质量问题，但由于中低压配电网的自动化、信息化程度与高压输电网络相比偏低，主要依靠人工监测、定期巡视和用户投诉等途径掌握电能质量情况，无法保证对电能治理问题掌控的及时性和准确性。电能质量的监测与治理是一个系统性工程，尽管部分地区通过配置具有无线上传功能的电压监测仪、谐波监测装置等进行专门的电能质量监控，但由于投入的设备多，需要专门的监控和通信设备，导致系统处于孤立和部分监控状态，没有进行有机的整合区域配电网中已有自动化、监测或采集系统中相关电能质量监测数据与信息，无法实现对区域电网电能质量综合分析和协调控制，形成电能质量辅助管理决策支持，达不到对区域配电网电能质量协同监控和决策支持的目的。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种电能质量集中监控与辅助管理决策支持系统，采取有针对性的管理措施和技术措施，全面实施电能质量治理以及配电网规划、设计与建设改造，有效提高电力服务水平和服务质量。为实现上述目的，本发明提供一种电能质量集中监控与辅助管理决策支持系统， 其包括相互进行信号传输的数据层和现场层，其改进之处在于，所述系统包括与所述数据层进行信号传输的应用层。本发明提供的优选技术方案中，所述应用层包括并列设置的电能质量监测单元、 电能质量分析单元、电能质量治理单元和辅助决策支持单元。本发明提供的第二优选技术方案中，所述数据层包括统一数据采集单元以及并列设置的自动化系统1、自动化系统2、检测系统1、检测系统2和信息采集系统；所述自动化系统1、所述自动化系统2、所述检测系统1、所述检测系统2和所述信息采集系统分别与所述统一数据采集单元相互通信；所述统一数据采集单元接收所述应用层的控制命令并向所述应用层传递数据。本发明提供的第三优选技术方案中，所述现场层包括并列设置的中低压配电网电能质量监测设备和与所述统一数据采集单元连接的电能质量监控装置；所述中低压配电网电能质量监测设备分别与所述自动化系统1、所述自动化系统2、所述检测系统1、所述检测
3系统2和所述信息采集系统进行数据信号通信。本发明提供的第四优选技术方案中，所述中低压配电网电能质量监测设备包括依次连接的变电站、中压线路、配电台区和低压用户。本发明提供的第五优选技术方案中，所述统一数据采集单元包括并列设置的实时数据库和历史数据库；所述统一数据采集单元将接收到的数据上传至所述实时数据库和所述历史数据库。本发明提供的第六优选技术方案中，所述电能质量监控装置包括依次设置的电压监控系统、用户用电信息单元、原有集抄系统、原有负控系统、调度自动化系统、配网自动化系统以及其他监控系统；所述电压监控系统、所述用户用电信息单元、所述原有集抄系统、 所述原有负控系统、所述调度自动化系统、所述配网自动化系统以及所述其他监控系统分别通过通信接口与所述统一数据采集单元连接。本发明提供的第七优选技术方案中，所述电能质量监测包括并列设置的综合实时监测模块、电压监测模块、电流监测模块、功率监测模块、功率因数监测模块、三相不平衡监测模块和频率监测模块。本发明提供的第八优选技术方案中，所述电能质量分析单元包括并列设置的电压合格率模块、三相负荷不平衡度模块、功率因数指标模块和谐波模块。本发明提供的第九优选技术方案中，所述电压质量治理单元包括并列设置的在线仿真模块、电压治理模块和标准查询模块。本发明提供的第十优选技术方案中，所述辅助决策支持单元包括并列设置的电网结构优化模块、设备优化配置模块和运行调控模块。与现有技术比，本发明提供的一种电能质量集中监控与辅助管理决策支持系统， 基于目前先进的通信和自动化技术应用，实现对区域变电站、中压线路、配电台区、低压用户等各个层面的电能质量监测和控制；通过与相关已有或新建的自动化系统和监测装置的通信接口设计，充分发挥自动化系统、监测装置以及电能质量治理设备的功能；在统一数据采集的基础上，对电能质量的相关实时和历史数据实施深度挖掘与分析，依据辅助管理决策支持功能，采取有针对性的管理措施和技术措施，全面实施电能质量治理以及配电网规划、设计与建设改造，有效提高电力服务水平和服务质量；而且系统采用先进的采集和通信构架，尤其是全景监视和分析的体系构架，具有完备的基础数据，利用完整的透明数据汇聚总线，达到相关系统间数据的跨区汇聚，为全系统角度和精准治理提供完备的基础数据；标准化统一建模，基于CIM/CIS标准，全配电网络统一数据建模、统一命名规则、并基于形成统一完整模型完成全局网络分析，为治理和决策提供系统电网模型支持；再者，具有开放性，基于此系统平台可以外延将来智能电网的各种新型的应用；适应性智能决策库，开放的决策支持库设计，具备固定分析模型和人工智能模型的构建能力，可形成统一分析和个性化分析的结合，有利于应对适应性分析场合；实现决策和治理相结合，不仅仅是单一治理， 强化了决策分析支持功能，为决策的执行和验证提供平台，有效提升对区域电网电能质量的管理与决策能力和效率。
图1为电能质量监控与辅助管理决策支持系统的结构示意图。
图2为现场层结构示意图。图3为电能质量监控数据传输逻辑示意图。
具体实施例方式如图1所示，电能质量监控与辅助管理决策支持系统功能框架涵盖现场层、数据层、应用层三个层级，现场层主要包括变电站、中压线路、配电台区、低压用户以及其他电能质量相关监测与治理设备；数据层主要是指通过调度自动化、配网自动化、台区监测、用户用电信息采集或集抄系统以及电能质量相关监测系统等进行统一数据采集；应用层是基于统一数据采集，实现电能质量监测、电能质量分析、电能质量治理和辅助决策支持等高级应用功能。本系统主要包含4个高级应用功能模块电能质量监测主要具有综合实时监测、 电压监测、电流监测、功率监测、功率因数监测、三相不平衡监测、频率监测等功能；电能质量分析具有电压合格率、三相负荷不平衡度、功率因数指标、谐波等分别按照时间日、月、年以及变电站、线路、台区等统计分析功能；电压质量治理具有在线仿真、电压治理和标准查询等功能；辅助决策支持具有电网结构优化、设备优化配置和运行调控等功能。如图2所示，电能质量监控与辅助管理决策支持系统对配电网电能质量的监控覆盖四个层级，即变电站层、中压线路层、配电台区层和低压用户层。变电站层的监控点主要有RTU (远程终端单元)、VQC (电压无功控制单元)等；中压线路层主要包括FTU (馈线远方终端)、DTU(数据传输终端)及其他电能质量治理或监测装置等；配电台区层主要包括无功补偿装置、TTU(配变监测终端)、智能配变终端等；低压用户层包括智能电表、电能质量监测装置(电压监测仪)等。如图3所示，电能质量监控数据由电能质量监控与辅助管理决策支持系统的统一数据采集模块通过通信接口从电能质量相关监测系统，如电压监测系统、用户用电信息采集、原有采集系统、原有负控系统、调度自动化系统、配网自动化系统或其他新建的监测系统等抽取电能质量相关数据，上传至实时和历史数据库，应用于平台系统的电能质量分析、 电压治理以及辅助决策支持模块，应用模块也可根据分析决策结果将下行控制命令通过送至相关系统参照执行，并将控制完成的确认指令返回。实施例可以采用在县供电企业部署电能质量监控与辅助管理决策支持系统，在原机房或新建机房部署该系统采集前置机、应用服务器、数据库服务器和维护工作站。县供电企业、 供电所各级终端用户可通过C/S、B/S两种模式实现操作和浏览等功能。县供电企业可以将新建的智能配电台区、专变用户、公变及下属用户用电信息以及已有的调度自动化系统、配电自动化系统、集抄系统、电压监测系统等系统，通过通信接口实现数据抽取与上传，形成电能质量监控与辅助管理决策支持系统实时或历史数据库，满足对县供电企业电能质量实施监测、分析决策与控制等高级应用功能。需要声明的是，本发明内容及具体实施方式
意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。
权利要求
1.一种电能质量集中监控与辅助管理决策支持系统，其包括相互进行信号传输的数据层和现场层，其特征在于，所述系统包括与所述数据层进行信号传输的应用层。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应用层包括并列设置的电能质量监测单元、电能质量分析单元、电能质量治理单元和辅助决策支持单元。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据层包括统一数据采集单元以及并列设置的自动化系统1、自动化系统2、检测系统1、检测系统2和信息采集系统；所述自动化系统1、所述自动化系统2、所述检测系统1、所述检测系统2和所述信息采集系统分别与所述统一数据采集单元相互通信；所述统一数据采集单元接收所述应用层的控制命令并向所述应用层传递数据。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述现场层包括并列设置的中低压配电网电能质量监测设备和与所述统一数据采集单元连接的电能质量监控装置；所述中低压配电网电能质量监测设备分别与所述自动化系统1、所述自动化系统2、所述检测系统1、所述检测系统2和所述信息采集系统进行数据信号通信。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述中低压配电网电能质量监测设备包括依次连接的变电站、中压线路、配电台区和低压用户。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述统一数据采集单元包括并列设置的实时数据库和历史数据库；所述统一数据采集单元将接收到的数据上传至所述实时数据库和所述历史数据库。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电能质量监控装置包括依次设置的电压监控系统、用户用电信息单元、原有集抄系统、原有负控系统、调度自动化系统、配网自动化系统以及其他监控系统；所述电压监控系统、所述用户用电信息单元、所述原有集抄系统、所述原有负控系统、所述调度自动化系统、所述配网自动化系统以及所述其他监控系统分别通过通信接口与所述统一数据采集单元连接。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电能质量监测包括并列设置的综合实时监测模块、电压监测模块、电流监测模块、功率监测模块、功率因数监测模块、三相不平衡监测模块和频率监测模块。
9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电能质量分析单元包括并列设置的电压合格率模块、三相负荷不平衡度模块、功率因数指标模块和谐波模块。
10.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电压质量治理单元包括并列设置的在线仿真模块、电压治理模块和标准查询模块。
11.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述辅助决策支持单元包括并列设置的电网结构优化模块、设备优化配置模块和运行调控模块。
全文摘要
本发明提供了一种电能质量集中监控与辅助管理决策支持系统，其包括相互进行信号传输的数据层和现场层，所述系统包括与所述数据层进行信号传输的应用层。本发明提供的电能质量监控与辅助管理决策支持系统，采取有针对性的管理措施和技术措施，全面实施电能质量治理以及配电网规划、设计与建设改造，有效提高电力服务水平和服务质量。
文档编号H02J3/00GK102545212SQ20121000583
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者唐建岗, 宋祺鹏, 方恒福, 李运硕, 段祥骏, 王金丽, 王金宇, 盛万兴 申请人:中国电力科学研究院