基于海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的配電線路運(yùn)行監(jiān)視軟件

費(fèi)冬虎，楊 勇，李也白,包震斌

（1.長(zhǎng)興縣供電局，浙江 長(zhǎng)興 313100；2.浙江省電力公司，杭州 310007）

隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模也不斷發(fā)展壯大，伴隨著電力企業(yè)用電服務(wù)水平的提升，對(duì)配電網(wǎng)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行也提出了更高的要求。日益增加的配電網(wǎng)線路給調(diào)控人員的運(yùn)行監(jiān)視帶來難題，調(diào)控人員通過SCADA（數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）/EMS（電能管理系統(tǒng)）雖能實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的常規(guī)運(yùn)行監(jiān)視，但監(jiān)視強(qiáng)度大、預(yù)警效果差、信息不全面，給電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行帶來不利影響，為此開發(fā)了配電線路運(yùn)行監(jiān)視軟件。

1 線路運(yùn)行監(jiān)視存在的問題

1.1 監(jiān)視效果不佳

目前調(diào)控值班人員通過監(jiān)視SCADA/EMS系統(tǒng)實(shí)時(shí)告警窗及定時(shí)畫面巡視等手段，監(jiān)視電網(wǎng)設(shè)備及配電網(wǎng)線路的運(yùn)行狀態(tài)。但鑒于線路數(shù)量龐大、參數(shù)各異，使得監(jiān)視的工作量非常大，很難發(fā)現(xiàn)運(yùn)行于指標(biāo)邊緣的線路，監(jiān)視效果十分不理想。

在對(duì)線路運(yùn)行監(jiān)視時(shí)，值班人員希望能第一時(shí)間獲得更多的線路輔助信息，如線路上的重要用戶、所屬區(qū)域、所屬管理單位等，但在SCADA/EMS中缺少這些信息來源，致使不能科學(xué)合理的監(jiān)控線路。

1.2 主站運(yùn)行維護(hù)工作量大

調(diào)控人員需監(jiān)視的線路運(yùn)行狀況在不同的時(shí)期有不同的需求，如在冬、夏季需關(guān)注的是線路電流是否超限額，在實(shí)施有序用電時(shí)需關(guān)注線路的實(shí)時(shí)功率，另外在某些時(shí)候還需了解各線路功率因數(shù)實(shí)時(shí)值，這類需求目前只能在SCADA/EMS系統(tǒng)中制作大量的公式和監(jiān)視畫面才能實(shí)現(xiàn)，大量增加了系統(tǒng)資源的額外開銷。

對(duì)于調(diào)控人員的監(jiān)視需求，必須由自動(dòng)化運(yùn)行維護(hù)人員手動(dòng)設(shè)定公式及制作畫面，但大部分需求可能是臨時(shí)性的，過后這些畫面及計(jì)算公式就不再使用，另外主站運(yùn)維的響應(yīng)速度具有一定的延時(shí)，在電網(wǎng)事故應(yīng)急處理時(shí)無法保證第一時(shí)間能提供準(zhǔn)確完備的監(jiān)視畫面。

2 監(jiān)視軟件的開發(fā)

2.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫在電力行業(yè)已得到較多的應(yīng)用，它能將各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)在平臺(tái)上統(tǒng)一管理、綜合應(yīng)用，最大限度實(shí)現(xiàn)企業(yè)實(shí)時(shí)海量信息的共享。國(guó)網(wǎng)電科院瑞中數(shù)據(jù)有限公司自主開發(fā)的大型通用平臺(tái)軟件海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是進(jìn)行海量實(shí)時(shí)信息處理的專業(yè)平臺(tái)，為企業(yè)級(jí)海量信息處理提供了解決方案。

2.2 常用辦公軟件Microsoft Excel

Excel是目前最為常用的電子表格軟件，具有表格制作方便、靈活、輸出數(shù)據(jù)美觀等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)檢索、查詢、排序、篩選等功能，另外Excel還擁有數(shù)量豐富、功能強(qiáng)大的內(nèi)置函數(shù)。

海訊實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的HS-DataLink數(shù)據(jù)接口軟件為Excel提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的來源，使得Excel強(qiáng)大的電子表格功能與實(shí)時(shí)信息有效結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)所不具備的功能。

2.3 軟件結(jié)構(gòu)

監(jiān)視軟件以海訊數(shù)據(jù)為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來源，以Excel為應(yīng)用基礎(chǔ)，在Excel工作簿中的一張工作表（線路信息表）中放置了各線路的相關(guān)信息，包括線路名、所屬變電站、供電所、所屬區(qū)域、線路測(cè)點(diǎn)名、冬夏季限額等，如圖1所示。其中有功、無功、電流等字段分別表示該線路在海訊數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)名，通過VBA編程按所需方案檢索及調(diào)用各線路信息，生成監(jiān)視畫面。

圖1 線路信息表

線路信息表需根據(jù)線路信息的變更及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，確保各項(xiàng)參數(shù)的準(zhǔn)確性，對(duì)于大量的線路信息修改可以使用導(dǎo)入工具。

3 監(jiān)視軟件的功能

3.1 監(jiān)視線路的組合

監(jiān)視線路的選擇可通過簡(jiǎn)單的對(duì)話框操作進(jìn)行，對(duì)所有配電線路及主變壓器低壓側(cè)實(shí)現(xiàn)任意方式組合，如圖2所示。同時(shí)也可以進(jìn)行多條線路間的分類匯總（總加）監(jiān)視，滿足各類監(jiān)視需求。

圖2 監(jiān)視線路的組合

匯總功能在特殊電網(wǎng)運(yùn)行方式下作用較大，比如在聯(lián)絡(luò)線路和變電站間負(fù)荷的翻供、轉(zhuǎn)供及事故限負(fù)荷時(shí)對(duì)電網(wǎng)安全裕度的監(jiān)視、在特殊保供電過程中的監(jiān)視等，分類匯總中可任意設(shè)定所需的限值及情況說明，讓調(diào)控人員實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)視畫面的自主定制。

對(duì)于固定的有序用電監(jiān)視方案，在工作表“有序用電方案”中保存有年度的負(fù)荷控制方案，在調(diào)用時(shí)會(huì)自動(dòng)根椐方案表和線路信息表自動(dòng)生成所需的監(jiān)視畫面，方案的維護(hù)也較為簡(jiǎn)單。

3.2 監(jiān)視信息的選擇

在畫面上可根據(jù)需要選擇監(jiān)視參數(shù)，如圖3所示。在冬夏季線路負(fù)荷較重時(shí)的電網(wǎng)監(jiān)視可選擇“按額定電流”，監(jiān)視畫面的關(guān)鍵字為線路實(shí)際電流達(dá)到額定電流的百分比，在低負(fù)荷期間可選擇“按功率因數(shù)”，監(jiān)視畫面的關(guān)鍵字為根據(jù)有功、無功計(jì)算出的線路功率因數(shù)，在線路負(fù)荷控制及有序用電期間，可選擇“按允許有功”，監(jiān)視畫面的關(guān)鍵字則變?yōu)榫€路實(shí)時(shí)負(fù)荷與允許有功的差值。

圖3 監(jiān)視信息的選擇

3.3 統(tǒng)計(jì)設(shè)置

在統(tǒng)計(jì)字段選項(xiàng)的對(duì)話框中，羅列了輔助監(jiān)視的功能設(shè)置，如圖4所示，通過關(guān)鍵字排序、警示色、告警窗等手段提高監(jiān)視的效果。排序可以設(shè)定為順序和逆序，警示色分五個(gè)級(jí)別，由紅至黃，每個(gè)級(jí)別用醒目的顏色標(biāo)注。在線路電流監(jiān)視時(shí)，文本框內(nèi)的數(shù)值表示達(dá)到限額電流的百分比，在功率因數(shù)監(jiān)視時(shí)表示功率因素的值，在線路允許有功監(jiān)視時(shí)表示超過允許有功的值，同時(shí)可以設(shè)置在達(dá)到某個(gè)告警級(jí)別時(shí)彈出告警窗。

圖4 統(tǒng)計(jì)設(shè)置

另外，除了主變壓器電流的監(jiān)視，還可以增加母線電壓、主變壓器檔位和溫度等實(shí)時(shí)值顯示功能，便于對(duì)設(shè)備相關(guān)信息全面的監(jiān)視。

3.4 畫面顯示

在生成的監(jiān)視畫面中，可以清晰的看到各線路按警戒程度的實(shí)時(shí)排序和顏色辨識(shí)，如圖5所示，將需關(guān)注的線路按輕重緩急程度一一羅列，從面使監(jiān)視人員從繁瑣、海量的信息中解脫出來，大大提高了監(jiān)視的效率。

圖5 監(jiān)視主界面

通過點(diǎn)擊用戶單元格可以查看該線路下的重要用戶，也可以通過對(duì)信息字段的篩選實(shí)現(xiàn)對(duì)某變電站、某區(qū)域、某供電所分類匯總。使監(jiān)視信息更全面，手段更靈活，應(yīng)用更便捷。監(jiān)視軟件也可以實(shí)現(xiàn)后臺(tái)運(yùn)行，在需告警時(shí)自動(dòng)推出告警窗口及告警信息，從而不影響調(diào)控人員在監(jiān)視過程中進(jìn)行其他的工作。

3.5 分類匯總

分類匯總功能為臨時(shí)的線路總加監(jiān)視提供了很好的解決方案，分類匯總監(jiān)視畫面如圖6所示。總加某變電站1號(hào)、2號(hào)主變壓器電流，設(shè)定總加限額為1 300 A，總加5條10 kV線路電流，設(shè)定總加限額為500 A，并在之后的單元格顯示了總加值、占限額百分比及情況說明，同時(shí)各級(jí)別告警色加以高亮提示。

此類功能調(diào)控人員可獨(dú)立定制生成，無需維護(hù)人員臨時(shí)在監(jiān)控系統(tǒng)中定義總加及制作監(jiān)視畫面，在臨時(shí)、緊急、特殊運(yùn)行方式下能快速生成分類匯總，且監(jiān)視的效果也非常好。

圖6 分類匯總監(jiān)視畫面

4 軟件應(yīng)用效果

4.1 自主定制，即時(shí)生成

以往為保證對(duì)配電線路的有效監(jiān)視，調(diào)控值班人員會(huì)要求自動(dòng)化維護(hù)人員進(jìn)行較多的線路監(jiān)視畫面的制作、總加計(jì)算的定義。通過該軟件的應(yīng)用，在一定程度上擺脫了對(duì)自動(dòng)化維護(hù)人員的依賴。監(jiān)視畫面的快速生成極大地提高了工作效率，為電網(wǎng)在特殊、緊急情況下對(duì)事故的快速響應(yīng)創(chuàng)造了條件。

4.2 節(jié)約資源，提高穩(wěn)定性

應(yīng)用中所生成的占限額百分比、功率因數(shù)、總加等實(shí)時(shí)值，都由監(jiān)視工作站直接計(jì)算顯示，不需在監(jiān)控SCADA中設(shè)置，這在對(duì)大量配電線路監(jiān)視統(tǒng)計(jì)時(shí)十分有效，節(jié)約了實(shí)時(shí)前置系統(tǒng)資源，提高了監(jiān)控SCADA系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.3 界面直觀，效果明顯

充分應(yīng)用了Excel的排序、篩選、統(tǒng)計(jì)等功能，使監(jiān)視畫面顯示直觀，將各線路按需關(guān)注的運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行排序，使得線路狀況能按緊要程度排列顯示在最前臺(tái)，提高監(jiān)控人員監(jiān)視效率，并且能盡早發(fā)現(xiàn)問題，產(chǎn)生預(yù)警。

4.4 顯示信息全面

監(jiān)視畫面不僅顯示了線路的運(yùn)行指標(biāo)，同時(shí)也顯示了線路相關(guān)的信息，為監(jiān)控人員的輔助決策提供客觀、準(zhǔn)確的依據(jù)，不必在應(yīng)急處理時(shí)再去翻查大量的資料，可迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行監(jiān)控操作。

5 結(jié)語

配電線路運(yùn)行監(jiān)視軟件操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，功能實(shí)用，作為調(diào)控人員在電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視中的輔助手段，彌補(bǔ)了監(jiān)控SCADA系統(tǒng)本身的不足，取得了很好的使用效果。

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