基于GPRS网络的线损管理及在线电能监测系统研究
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I 圈 D U粼 缆 C嚣 N 0 L 工 业 技 术 线损是配电网系统中的重要指标,全面细致的线损 理论计算结果可与统计线损比较,为制定降低线损的技 术措施方案提供依据。由于配电网线路分布广、分支多,接线连接的拓扑结构复杂,需要设置的测量点多,并且 环境多样,使得线损应用理论计算比较困难。同时,人工 抄表方式使供售电量抄表时间不同步引起线损严重波 动;计量装置故障以及无偿用电、违章用电、窃电等造成 大量电量损失:配电变压器缺乏监测与调整手段,很难 根据负荷实际水平及时调整有功功率和无功功率,使得 线损很高。一、系统的基本 架构 基于 G P R S网络的配变监测和在线电能监测系统 由各种监测统计服务器、G P R S 无线通信网络及现场配 变监测和动态无功补偿一体化装置三个部分组成,系统 总体结构如 图 1 所示。图 1 线损管理及在线电能监测系统的基本构架图 二、系统的工作原理 1 终端的工作原理。终端的工作原理如图 2所示。在公共变压器的低压侧安装配变监测终端 1 T r u,能够采 集公共变压器各种类型的电气量(有功电度数、无功电 度数、二次侧三相电压、三相电流值、瞬时有功功率、无 功功率)。1 T r u与 G P R S 无线通讯模块联接,组成数据 图2 监测终端 rf u工作原理框图 采集终端。G P R S通讯模块把 T T u采集的数据传人 G P R S系统中,利用 G P R S系统的I n t e r n e t 接入功能,数 据传入指定 I P地址的 G P R S服务器。基于 WI N D O WS 组成的局域网,通过前置机从 G P R S服务器中定时获取 各配电变压器二次侧的电气量数据,存入线损分析数据 库服务器。2 系统的通信原理。终端和主站之间的通信可以采 用 I n t e r n e t 公网连接和专线接入 G P R S移动网络两种方 式来实现。公网连接采用公网固定 I P或公网动态 I P+D N S 解析服务。G P R S数据传输终端上电后,它会根据 预先设定在其内部的I P地址来主动访问网络服务器,通过网络服务器和监控中心主站建立 T C P I P或者 U D P链路。监控中心主站本身维护接入的每个终端的 I P地址和 I D号,当主站要向某个监控终端提出数据请 求时,它会根据 I P地址和 I D号来找到对应的终端,将 命令下发到该终端,终端响应后通过 G P R S网络把数据 发到网络服务器端口,通过端口映射转发到主站,即完 成了一个应答式的通信流程。3 主站的工作原理及功能。主站主要完成人机交互 工作,包括前置机、应用服务器、数据库服务器三个部 分。其中,前置机是直接和终端进行通信的部分,前置机 接收信息后,按照通信规约进行解码,将得到的应用层 报文发给应用 服务器或终端。主站软件 系统 自下而上可 河 南 科 技2 0 0 9 1 上 3 3 豳 lN D U 了 E CH N 0 Lo y 一 工 业 技 术 如今,人们对环境问题 日益关注,特别是如何快速 准确地检测和监控环境中的有毒有害气体污染物问题 已是人们迫切想要解决的问题。检测有毒有害气体的气 敏材料和气敏传感器的研究也越来越受到重视。目前,以 F e O 为基体合成的复合氧化物的气敏性能研究已 有报道,并且有关氧化钨的气敏性也有人做了相关研 究。本文在讨论用溶胶一 凝胶法合成以F e O,为基体掺 杂钨的复合氧化物,将合成的材料制成气敏元件,对一 些有害气体(N O )有较高的灵敏度和更好的选择性,是 否具有较好的响应恢复特性。一、实验部分 1 纳米材料的制备。所用试剂 F e(N O )9 H。O(北 京双环试剂厂)、钨酸铵(上海试剂二厂)化学纯、柠檬 酸铵(新乡市郊西化工厂)硝酸均为分析纯。制备钨铁 复合氧化物 O 3 3 WO 一 F e:O,和 0 5 WO,一 F e O,制备方法 参照钼铁复合氧化物的制备。2 纳米材料的表征。产物粉体经超声波分散在乙醇 中,然后在 日 本产 J S M一 6 3 9 0 L V扫描电子显微镜下进行 形貌观测,并估测微粒粒径;通过德国B r u k e r D 8 A d v a n c e X射线衍射仪测定材料的晶体结构。3 气敏元件的制作。气敏元件按传统方式制成烧结 型旁热式结构。将产物粉末与适量松油醇混合后均匀地 涂抹在A 1:O,陶瓷管外。将做好的元件在4 0 o q C 加热 2 h,冷却后将镍一 铬合金丝通入陶瓷管并焊接到六腿管座上 分为四层:最低层为操作系统及系统软件;第二层为系 统支持软件层,包括数据库系统、电力系统模型、数据采 集和传输,其中,电力系统模型主要指电力系统设备对 象化及网络拓扑,数据库系统分实时库、基础库、标准库 和历史库四部分,数据采集和传输功能就是将各种数据 从不同的终端根据各种通信协议采集过来,但并不进行 处理,再通过网络分发给需要这些数据的系统;第三层 为基础应用层,将采集过来的数据经过各种处理,通过 G U I 界面显示给用户;第四层为高级应用层,它所产生 的数据主要是供电力系统做进一步管理和决策使用。三、效益分析与测算 1 加强 了电量及 电力数据采集 的准确性、完整性、及时性。电能量采集系统可实现数据的自动、及时、完 整、准确采集,自动计算处理,系统权限的安全管理,完 全解决了人丁抄表所产生的各种问题,使数据的准确 性、完整性、及时性得到了保障。2 提高了电量核算的精确度与分析的科学性。电量 采集系统的各类数据自动计算统计功能保证了电量核 算、电质量分析及线损统计的准确性、完整性和及时性。大大减少了人力成本和人为误差,使生产经营管理水平 有了新的飞跃,丁作效率得到提高。3 4 河 南 科 技2 0 0 9 1 上 3 电能量损失 的减 少增 加 了有效售 电量及电费收 入。通过监测准实时监测远方计量装置的运行情况,可 以适时发现处理计量设备存在的问题,提高计量设备管 理工作的及时性。通过统计结果的查询及各类线损数据 的分析可以发现计量设备的计量中可能存在的问题,提 高计量设备的准确性,减少电量损失,增加有效售电量,增加电费收入。通过对 日常的线损监测和数据分析可 以 发现用户窃电行为,从而追交补电费,增加电费收入。总之,基于G P R S网络的线损管理及在线电能监测 系统有以下特点:系统数据及时、准确、完整,系统运行安 全可靠,并且在数据采集与传输、应用、数据保存和利用 方面具有很大的灵活性。此系统是开放的结构体系,不仅 能满足当前的需要,还能满足将来扩展其它功能和规模 的需要。此系统集现代计算机技术、测控技术、网络技术、通信技术于一体,建立了用电监测数据平台,具有在线电 能质量监测、线损分析与管理、防窃电监测、用电优化控 制等功能,实现了供用电过程的数据资源共享,提高了服 务质量和供电效益,可以为电力公司从全局角度掌握配 网线损状况,掌握各地方局的供电质量及窃电信息状况,为管理部门采取相应的措施进行降耗节能、提高经济效 益和管理水平提供辅助决策手段和技术支持。
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