朱志峰 朱书玲 王东虎 王亚兵

摘 要：2019年国网提出建设泛在电力物联网的目標，而低压台区包含的设备数量最多，分布最广，最接近用户，是建设泛在电力物联网的最佳切入点，但存量低压台区多数存在户变关系不清、数据采集频次较低、台区线损率居高不下等问题。针对以上问题，通过增加监测设备，对在运设备、主站进行改造，有效增强数据采集频次和传输能力，为数据深化应用提供支撑，实现低压台区物理拓扑自动生成、分级线损和三相不平衡治理等核心功能，提升低压台区状态的全面感知，能够有效支撑泛在电力物联网的建设。

关键词：低压台区;数据采集;全面感知;物理拓扑;分级线损;三相不平衡治理

中图分类号：TP202文献标识码：A文章编号：2095-1302（2019）11-00-03

0 引 言

传统电网管理模式已不能满足新时代电网发展的需求，应从本质上提升运维、管理水平，以满足能源转型“再电气化”需求。包括新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等非传统领域的新业态已经和传统电网业务处于同等重要的地位。

国企改革走向深水区，电力市场开放、输配电价降低等电改大势倒逼，建设泛在电力物联网则是主动出击开拓新方向的求变之举，也是公司今后工作的“发力点”[1-3]。智能电能表作为电网最末端设备，数量最多，分布最广，最接近用户，同时也是智能电网营销业务、用电信息和能源分配的末端，是企业和家庭的能源入口，具有感知用户负载变化的天然特性，是掌握能源使用具体情况的最佳工具，也是公司发展非传统业务主要的切入点之一[4-5]。

1 方案设计

低压台区精益化管理面向居民小区、工业园区等低压电网网络，通过加装台区监测终端、三相不平衡主控器、分支箱监测终端、换相开关、表箱监测终端等设备，实现低压台区电网物理拓扑、分级线损、反窃电等功能，从而提高电网的运行、管理效率，提升电力企业服务质量。

加装产品包括台区监测终端、三相不平衡主控器、分支箱监测终端、换相开关、表箱监测终端。本文方案的核心在于通过台区监测终端的应用，实现台区精益化管理所需数据的抄读与处理，上报精益化台区管理系统进行计算与展示，整体架构如图1所示。

2 实现功能

台区精益化管理主要实现物理拓扑自动生成、分级线损及三相不平衡治理等核心功能。

2.1 物理拓扑自动生成

当前低压台区电能表抄读方式多为窄带载波，该方案能够实现台区网络拓扑[6-7]，但不同电能表之间物理连接关系无法辨识，从而导致部分台区户变关系错误[8]。通过在分支箱、表箱增设监测终端，并将其与台区监测终端相结合，表箱监测终端通过RS 485接口自动搜索其管理的所有电能表，配合台区监测终端及分支箱监测终端，实现台区“变压器-分支箱-表箱-户表”关系的自动梳理。

台区监测终端、分支箱监测终端及表箱监测终端均内置台识芯片，设备安装完成后开始注册，台区监测终端通过三相电力线向台区广播台识信号，分支箱监测终端与表箱监测终端通过分析收到的台识信号，辨别其所归属台区及所在相位，并将数据返回至台区监测终端，监测终端将数据打包并上送主站。台识和相识直接确定了用户表计是否归属本台区和其所在相位，进而从根本上解决台区档案容易错乱的问题。

主站通过分析台区识别、相位识别上送的数据包，自动确定“变压器-分支箱-表箱-户表”挂接关系，并生成物理拓扑图，直观地展示台区、分支箱、表箱挂接关系。台区物理拓扑图如图2所示。

2.2 分级线损

当前台区线损通过总表与各分表数据得出，计算方式粗放，具体高损台区线损原因分析困难[9]。本文方案将表箱监测终端安装在表箱侧，且每个终端均内置线损计量模型，结合用户电能表，可实现从台区到分支箱、从分支箱到表箱、从表箱到用户的三级线损自动计算，通过高频数据采集实现小时级的线损测算。依据三级线损分析可得出总表至分支箱、分支箱至表箱、表箱到户表三段的线损情况，台区分级线损如图3所示。

通过线损三级测算、小时级线损分析及台区计量装置的监测，实现台区线损精益治理，使台区基础管理工作更精细化。同时，通过规范低压台区线损基础数据，杜绝了人为私自调整台区实现台区线损合格的现象，配合窃电上报和窃电点的准确定位，有效防范“跑冒滴漏”现象，有力促进了台区线损精益化管理工作。

2.3 三相不平衡治理

变压器侧安装1台三相不平衡主控器，主控器通过与安装在台区的总进线A，B，C三相互感器相连接，实时监测变压器三相及中性线电流、电压，得到各相负荷数据;主控器与换相开关通过无线通信交换数据。当检测到相间负荷不均衡时，主控器自动完成合理的负荷分配指令，下发到换相开关，由换相开关完成负荷的相间切换，从而使三相间负荷趋于平衡[10]。

智能负荷调度系统安装投运零序电流明显降低，零序电流最高约为30 A，相对于治理前下降了75%，日均三相不平衡度降到了20%，下降幅度为50%，三相不平衡治理效果明显。设备投运后电流曲线如图4所示。

3 建设成效

3.1 对内业务

（1）优化营配贯通业务：实现户变关系、相位识别、停电信息分析到户、故障研判与主动抢修、电表精准定位等业务应用，实现台区户表管理精准识别，能够做到电能表、计量箱的运行状态等信息实时上传主站及在线监测，主动创新计量设备“全时态”管理，实现计量资产可视化管理。低压居民用电拓扑结构可清晰、直观、准确地在营销系统中展现出来，大幅提高营销贯通成效，利于全面推进营配贯通优化工作。

（2）提升客户服务水平：以客户为中心，通过停电故障点的预先判断及短信预警可减少故障点排查时间，合理安排抢修力量，使报修服务由被动变为主动，有效缩短客户停电时间，大幅度降低95598报修工单数量，更能避免因抢修不及时造成的不必要投诉，真正做到让客户“用好电”。

（3）提升企业经营绩效：推进多维精益管理体系变革，实现低压台区线损三级测算，规范低压台区线损基础数据，杜绝人为私自调整台区，提升台区基础管理工作的精细化水平，做到窃电现象的精确排查和提前预防，有效防范 “跑冒滴漏”现象，有力促进台区线损的精细化管理工作。

（4）提升电网安全经济运行水平：通过对智能电能表接线端子温度的实时监测，对温度越限用户早发现、早解决，有效降低现场电气事故数量，从而确保供电部门的供电可靠性，提高用电安全系数。

3.2 对外业务

（1）提升源网荷储协同服务能力：利用非介入式负荷识别技术，收集分析客户家用电器的实际使用状况，根据用户负荷的特性进行负荷趋势研判，为台区配电规划提供数据基础。同时，对可控类负载容量进行分析，确定用户需求响应潜力参与源网荷储协同调节，提供家庭能效诊断与提升服务，提高电网资产利用率、清洁能源消纳能力及全社会用能效率。

（2）构建营销数据商业化服务生态圈：以智能电能表数据为基础，深入挖掘营销数据价值，重点围绕政府、企业、居民等三类用户，创新打造综合能源服务、公共服务等行业解决方案，推進营销数据商业变现。

4 结 语

本文首先介绍了当前电网发展的趋势，随着泛在电力物联网概念的提出，电力系统的架构及发展方向将会发生重大变革;其次为支撑泛在电力物联网建设，针对低压台区设计了升级改造的典型方案，并对其核心功能进行了详细描述;最后分别从对内和对外两方面阐述了精益化台区管理的建设成效。

参 考 文 献

[1]江秀臣，刘亚东，傅晓飞，等.输配电设备泛在电力物联网建设思路与发展趋势[J].高电压技术，2019（5）：1345-1351.

[2]李玉芬，张永安，夏海燕.物联网及其在电力系统中的应用研究[J].物联网技术，2014，4（8）：67-69.

[3]陈振晓，刘前进，林健雄.物联网技术在变电站在线监测中的应用研究[J].物联网技术，2017，7（9）：29-31.

[4]陈淘，刘利兵.大数据技术在智能电网中应用[J].物联网技术，2016，6（4）：54-55.

[5]李端超，王松，黄太贵，等.基于大数据平台的电网线损与窃电预警分析关键技术[J].电力系统保护与控制，2018，46（5）：143-151.

[6]朱俊超，彭显刚，杨永，等.一种低压电力线载波通信路由方法[J].电测与仪表，2018（11）：65-71.

[7]王晓熙.基于电力线载波通信的远程自动抄表系统的研究和应用[D].北京：华北电力大学，2016.

[8]余谦.低压配电网载波通信技术的研究与发展[J].物联网技术，2015，5（5）：36-38.

[9]徐金玲，霍尧，肖德林.提升线损管理水平的方法探讨[J].电力需求侧管理，2017（A1）：16-17.

[10]闫志强，雷霞，何建平，等.三相不平衡对配电变压器损耗影响的研究[J].电测与仪表，2017，54（16）：49-55.