负荷终端在低压配电网电压监测中的应用

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摘要：随着国家电网公司智能配电网建设的快速推进，如何更好的管理配电网和用户用电已成为新的热点话题。随着用户用电需求的提高，用电负荷的快速增长，用电信息采集系统的建设也在加快。在系统建设中，需要通过对大量采集终端（电表）采集的数据进行分析，以达到对负荷和电压的监测。

关键词:负荷终端；低压配电网；电压监测

引言：负荷终端是一种可以实现远程抄表和智能用电管理的终端，是用电信息采集系统的重要组成部分。它可实现对用户电量、电压、电流等电量信息进行远程采集和监测，通过对信息的处理、分析和显示，为用电管理提供数据支持。负荷终端可实现对用户用电信息的智能采集、分析和处理，并将数据上传到采集系统，实现对用户用电的远程监控和管理。

一、低压配电网电压监测现状

目前，我国大部分地区的配电电压监测设备为集中式监测系统，需要在低压配电网上架设大量的馈线电压监测终端，而这些馈线电压监测终端的数量与配电电压监测系统的数量之间存在着严重的不匹配问题。国内对低压配电网电压监测技术研究较为深入，但对配电网电压监测技术在老年人群中的应用研究较少。

二、低压配电网负荷终端电压监测原理

在低压配电网中，通过智能电表采集的信息，通过无线网络传送给采集器，经处理后从采集器传输到配电自动化终端，再由配电自动化终端进行分析处理。该系统可实现对电压变化的实时监测。具体过程是：由电能表采集用户用电信息，经过相关算法分析后，计算出用户当前电压值；然后通过 GPRS/GSM网络将电压数据传送到采集器；接着采集器根据所存储的数据信息进行分析处理，根据用户

当前的用电情况和国家规定的相关标准计算出当前电压值；最后通过 GPRS/GSM网络将电压数据传送到配电自动化终端。配电自动化终端对采集的数据进行分析处理后，判断是否存在电压异常现象，并根据故障类型发出报警信号。

三、负荷终端在低压配电网电压监测中的应用功能 （一）负荷管理

在配电变压器、配电线路以及用户负荷中，在电压监测过程中，通过采集终端将电压监测到的数据信息进行采集，并将这些数据信息传送给后台的计算机，计算机可以对数据信息进行分析处理，得到准确的电压监测结果，从而有效地指导电网工作人员的工作。同时，电力管理部门可以根据得到的电压监测结果，及时了解用户用电情况和对配电网运行状况的分析。从而可以及时调整配电变压器、配电线路、用户负荷等电力资源的配置，提高电力资源利用效率，确保配电网运行的安全性和可靠性。对配电网和用户用电进行管理时，可以通过对采集终端采集到的数据信息进行分析处理，得出用户用电负荷、电压等相关数据信息，然后根据这些数据信息计算出相应的用电量、用电量和电费等指标，从而可以有效地指导供电企业对用户的管理以及提高供电企业服务质量。

（二）遥测功能

采集器采用无线通讯的方式，将采集到的电压数据和负荷数据通过RS485总线传给负荷终端，从而达到对电压、负荷进行监测的目的。系统能自动判断终端是否在运行中，并对其进行诊断和报警。系统检测到终端有异常时，会发出告警信号，同时把告警信息上传至后台管理中心。通过对采集终端进行维护，可以方便地在后台管理系统中对电压、负荷等数据进行修改和增删。根据采集终端采集到的数据，可以对电压、负荷等信息进行分析，从而对低压配电网中存在的问题进行诊断。当采集到某一个低压配变有电压异常时，系统会自动把异常数据上传至后台管理系统。后台管理系统会根据用户提供的报文进行分析和诊断，并及时地将诊断结果通过短信或微信的方式通知给用户。同时还可以通过后台管理系统的 WEB功能，直观地了解到电压异常的范围和位置等信息。

（三）远程抄表

目前，远程抄表系统是通过集中器与抄表机之间的通信来完成，系统设计要求：1.集中器与抄表机之间的通信，采用RS485接口。在用户侧用电信息采集系统中，需要考虑采集终端、集中器、主站、通信模块等设备的串行数据接口。在主站用电信息采集系统中，需要考虑系统的兼容性和协议转换功能。2.集中器与主站之间通信采用标准RS485接口，主站在收到集中器通过RS485接口发送来的数据时，可以根据需要通过 TCP/IP协议转换模块进行协议转换。在主站中，可以对集中器发送来的数据进行统计、存储、分析等功能。在集中器中，可以进行本地数据存储功能和远程数据传输功能的设计。在主站中，可以将本地数据存储在本地硬盘或内存中，实现本地数据的访问和查询功能。

（四）用电监测

在用电监测模块中，利用用户的用电信息采集终端（如表1所示）进行数据的采集，在每个采集周期内，将用户的电能表读数采集到用电信息采集系统中。然后，将该数据进行分析处理，从而计算出用户当前的用电量。最后，将用电信息采集系统中的数据与电网公司提供给用电客户的抄表数据进行比较，来判断用户当前用电量是否与实际用电量相符。此外，还可以使用负荷终端来监测用户的最大需量。如果出现最大需量大于当前剩余电量（或当前剩余电量小于最大需量）时，就会有告警信息出现在告警区中。对于告警区中显示的信息可以使用各种方式进行查询。用户也可以通过系统菜单的方式查询到当前的电量情况和最大需量情况。

四、负荷终端在低压配电网电压监测中的应用 （一）对负荷终端设备改造

负荷终端由前端系统和后端系统两部分组成，前端系统主要由集中器、服务器、通信接口及外围设备组成，主要完成终端与集中器之间的通信，实现对数据的接收、上传。前端系统主要功能包括：数据采集功能、信息处理功能、数据存储及管理功能、安全管理功能等。后端系统主要包括：通信管理服务器和应用服务器两部分。前端系统采用J2EE架构， Web服务器采用J2EE标准 Web Server，数据库采用 Oracle或 MySQL等关系型数据库。前端系统包括客户端软件和后台

服务器软件两部分，客户端软件完成对用户终端的监控和数据接收。后台服务器通过 TCP/IP协议与前端系统进行通信，并根据不同的数据类型完成不同的数据处理。终端应用层包括管理维护模块和运行管理模块两部分。管理维护模块主要完成终端设备的参数设置、事件处理与统计分析等功能；运行管理模块主要完成对终端设备的远程控制和配置。运行管理模块是整个终端的核心部分。低压配电房多为简易的水泥结构，而水泥结构易产生渗水现象，因此，有必要对配电房的外墙进行改造，使之能够承受一定的水压，可有效避免漏水现象的发生。低压配电房一般由钢筋混凝土柱构成，在安装配电设备时需对混凝土柱进行加固。可使用“玻璃纤维增强塑料（GFRP）”来替代普通玻璃，其具有较强的抗压强度、较高的抗拉强度及较好的耐久性。对于低压配电房的内墙可使用防水涂料涂刷来防止渗水现象。低压配电房一般安装在户外，为防止雨水渗漏，可在配电房外墙上安装金属防水板，并使用防水涂料对其进行涂刷。

（二）负荷终端设备电压监测应用

不同的使用环境，可以选择相应的负荷终端设备行电压监测。需要注意的是，由于不同环境下的负荷终端设备受到干扰的程度不同，所以电压监测的准确度也会有所不同。因此，在使用负荷终端进行电压监测时，还应对所使用的设备进行干扰测试。另外，在进行电压监测时还应注意以下几点：在测量低压配电网中电压时，应先测量低压配电柜或电力变压器等低压电力设备的端电压，再测量负载端电压；在测量高压侧和低压侧同时存在时，应先测量高压侧和低压侧的电压；在使用负荷终端进行电压监测时，应先安装负荷终端的电池板，再将其与电能表连接。

总结：负荷终端作为一种新型智能可穿戴设备，在低压配电网电压监测中具有一定的应用前景。通过对负荷终端进行电压监测，可实时评估低压配电网的电压状况，对于降低低压配电网的停电时间具有重要意义。因此，建议相关部门及研究者进一步探索负荷终端在低压配电网电压监测中的应用效果，以此为开展相关研究提供参考依据。

参考文献：

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