江蘇電網(wǎng)省地縣一體化電量智能采集系統(tǒng)研究

熊 政，彭 棟，仲春林

(1.江蘇方天電力技術(shù)有限公司，江蘇南京 211103；2.江蘇電力調(diào)度控制中心，江蘇南京 210024)

江蘇電網(wǎng)電量計(jì)量管理模式的發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段。最初在上世紀(jì)90年代末，某些市縣試驗(yàn)性建設(shè)了小型孤立的電量采集系統(tǒng)，小范圍的取代人工抄表的工作，但應(yīng)用功能單一且孤立系統(tǒng)之間無(wú)任何聯(lián)系。后來(lái)在地市層面將這些孤立系統(tǒng)統(tǒng)一起來(lái)，形成了“13+1”的分區(qū)系統(tǒng)模式，采集范圍得到擴(kuò)展，但系統(tǒng)主站分地區(qū)設(shè)立，建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)成本高，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和應(yīng)用功能分散，數(shù)據(jù)難以共享，系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)消耗大量資源，數(shù)據(jù)及時(shí)性和一致性很難保證。當(dāng)今隨著電力通信網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋、計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，使得建設(shè)全省集中的一體化電量采集系統(tǒng)成為可能[1]，一體化系統(tǒng)主站全省惟一，建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)成本較低；數(shù)據(jù)全省集中存儲(chǔ)，便于共享，有利于充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值；豐富統(tǒng)一的功能模塊在全省推廣應(yīng)用，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作開展，便于省地縣公司之間人力和技術(shù)資源共享；統(tǒng)一權(quán)限控制，有效防止失密。

本文提出的江蘇電網(wǎng)省地縣一體化電量智能采集系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)“四化”為系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)。（1）一體化：建設(shè)全省集中模式的省地縣一體化電量系統(tǒng)，為發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變提供技術(shù)支持；（2）實(shí)時(shí)化：建立高性能、高可靠的準(zhǔn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，滿足日?qǐng)?bào)統(tǒng)計(jì)和電廠結(jié)算的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性要求，提高安全生產(chǎn)保障能力；（3）智能化：實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障智能定位、電量智能修補(bǔ)替代、和計(jì)量差錯(cuò)智能校核；（4）規(guī)范化：依托一體化系統(tǒng)推行統(tǒng)一的電量采集技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范電網(wǎng)電量管理工作。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)按照“采集分布、數(shù)據(jù)集中、應(yīng)用集成”的建設(shè)原則，實(shí)現(xiàn)對(duì)全省電廠上網(wǎng)關(guān)口、35 kV 及以上變電站全部電能表的自動(dòng)采集、計(jì)算與分析。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

（1）主站端：主站部分由省調(diào)二區(qū)主站、省調(diào)三區(qū)主站以及地調(diào)二區(qū)采集前置組成。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

（2）廠站端：廠站端設(shè)備有采集設(shè)備、電能表及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，主要運(yùn)行于二區(qū)網(wǎng)絡(luò)。

（3）用戶端：由于系統(tǒng)的用戶涉及較廣，有調(diào)度部門用戶，主要在二區(qū)工作；有營(yíng)銷、發(fā)策部門用戶，主要在信息內(nèi)網(wǎng)工作；有電廠的查詢用戶，主要在三區(qū)使用，因此系統(tǒng)的二區(qū)主站和三區(qū)主站同時(shí)提供功能相同的應(yīng)用服務(wù)，數(shù)據(jù)與指令通過(guò)物理安全隔離裝置進(jìn)行跨區(qū)傳輸。

2 系統(tǒng)主站設(shè)計(jì)

從系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能角度，全省一體化電量系統(tǒng)可以分為8個(gè)功能子系統(tǒng)，如圖2 所示。

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心。由于全省只有一套數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，因此對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的可靠性、安全性、高可用性、高效性都提出了更高要求。本數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上采用DB2 9.7 大型商用數(shù)據(jù)庫(kù)，硬件架構(gòu)采用雙小機(jī)加雙存儲(chǔ)的高可用架構(gòu)，如圖3 所示。由于本系統(tǒng)需要同時(shí)構(gòu)建二區(qū)和三區(qū)的完整應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫(kù)在二區(qū)和三區(qū)進(jìn)行完全相同的部署，再通過(guò)正向和反向物理隔離裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的雙向數(shù)據(jù)同步，這樣雖然只用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，但一份數(shù)據(jù)同時(shí)保存在4個(gè)磁盤陣列中，數(shù)據(jù)的完全可以保證安全可靠。

圖2 主站子系統(tǒng)組成

圖3 數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2 采集子系統(tǒng)

采集子系統(tǒng)負(fù)責(zé)將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集并存儲(chǔ)到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。數(shù)據(jù)采集全省統(tǒng)一任務(wù)管理，采集前置分布在各地市，以提升系統(tǒng)采集容量，減少省地間數(shù)據(jù)的交互環(huán)節(jié)，保證數(shù)據(jù)的一致性、準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性，如圖4 所示。

（1）采集任務(wù)統(tǒng)一生成與管理功能：采集任務(wù)管理全省集中，全省任務(wù)生成14個(gè)任務(wù)隊(duì)列，通過(guò)靈活的任務(wù)配置規(guī)則，可定義采集周期、采集對(duì)象、采集數(shù)據(jù)項(xiàng)等，可實(shí)現(xiàn)失敗任務(wù)自動(dòng)補(bǔ)采、失敗任務(wù)重試，執(zhí)行情況統(tǒng)計(jì)。

圖4 采集子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（2）采集任務(wù)分布式并發(fā)執(zhí)行功能：采集機(jī)實(shí)現(xiàn)多機(jī)熱備與積木式平行擴(kuò)展，保證采集可靠性與高性能，每臺(tái)采集機(jī)的任務(wù)調(diào)度線程從任務(wù)隊(duì)列檢索任務(wù)，以通訊信道互斥、優(yōu)先級(jí)、時(shí)間點(diǎn)為主線調(diào)度采集線程并發(fā)執(zhí)行，動(dòng)態(tài)管理并發(fā)線程數(shù)，采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)存緩存后批量提交，提高入庫(kù)效率，減輕數(shù)據(jù)庫(kù)壓力，采用組件化設(shè)計(jì)，可靈活更新規(guī)約插件、調(diào)度邏輯、執(zhí)行規(guī)則、通信組件。

（3）省地互備、廣域分布的集群采集技術(shù)：采集前置分布在各地調(diào)，分擔(dān)數(shù)據(jù)采集信道壓力，各前置間采用自動(dòng)負(fù)載均衡與故障自動(dòng)轉(zhuǎn)移技術(shù)，保障數(shù)據(jù)采集可靠性；地調(diào)采集前置可接替省調(diào)前置工作，省調(diào)采集前置也可接替地調(diào)前置工作，實(shí)現(xiàn)省地采集互備。

（4）設(shè)備故障智能定位功能：采集子系統(tǒng)設(shè)計(jì)了完善的通信過(guò)程監(jiān)控功能，包括廠站設(shè)備的Ping 狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)端口狀態(tài)，通信報(bào)文的詳細(xì)記錄與自動(dòng)分析功能，通信采集失敗時(shí)系統(tǒng)將記錄此次通信的完整過(guò)程，智能的判斷故障環(huán)節(jié)。

2.3 計(jì)算子系統(tǒng)

為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算過(guò)程可控的目的，計(jì)算引擎在設(shè)計(jì)上采用了基于計(jì)算計(jì)劃隊(duì)列管理模式；另外，從計(jì)算效率的角度考慮，計(jì)算引擎必需具備多任務(wù)并行處理的能力，所以，在設(shè)計(jì)上采用基于任務(wù)隊(duì)列的計(jì)算調(diào)度模式。計(jì)算引擎將定時(shí)計(jì)算要求、事件相關(guān)及用戶干預(yù)都最終解釋為計(jì)算計(jì)劃并按照優(yōu)先級(jí)排序進(jìn)行處理。引擎根據(jù)優(yōu)先級(jí)逐一執(zhí)行計(jì)算計(jì)劃，將待執(zhí)行的計(jì)算計(jì)劃分解為計(jì)算任務(wù)。為進(jìn)一步提升計(jì)算引擎的性能、充分利用硬件資源、提升系統(tǒng)可擴(kuò)展性，計(jì)算引擎采用并行計(jì)算與數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)過(guò)程計(jì)算相結(jié)合的計(jì)算架構(gòu)。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)過(guò)程對(duì)于計(jì)算算法相對(duì)簡(jiǎn)單但數(shù)據(jù)吞吐量較大的計(jì)算類型有較高的效率，采用存儲(chǔ)過(guò)程計(jì)算方式，計(jì)算在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上執(zhí)行，省去了數(shù)據(jù)庫(kù)到計(jì)算服務(wù)器之間的傳輸大量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間，同時(shí)也充分利用了數(shù)據(jù)庫(kù)小機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力。

2.3.1 電量公式計(jì)算功能

系統(tǒng)支持用戶自定義計(jì)算公式的計(jì)算方法。所謂公式，是指由變量（計(jì)量點(diǎn)增量、子公式運(yùn)算結(jié)果等）、運(yùn)算符（如＋，－，×，÷等）、函數(shù)（如MAX，ABS 等）以及邏輯判斷（if…else、for 循環(huán)等）組成的表達(dá)式。系統(tǒng)根據(jù)表達(dá)式的定義，自動(dòng)獲取輸入分量，按照預(yù)定的運(yùn)算符、函數(shù)、邏輯判斷，將運(yùn)算完成的結(jié)果和質(zhì)量標(biāo)記，保存至結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中。典型的公式定義：

式（1）中：E為某電廠上網(wǎng)電量；A為鎮(zhèn)廠鎮(zhèn)龍5211 線正向有功電量；B為鎮(zhèn)廠龍江5212 線正向有功電量；C為鎮(zhèn)廠鎮(zhèn)龍5211 線反向有功電量；D為鎮(zhèn)廠龍江5212 線反向有功電量。計(jì)算涉及2 項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)：公式解析和歷史公式。其中，公式解析是指如何根據(jù)公式定義的表達(dá)式，分解為可被計(jì)算引擎運(yùn)算的可執(zhí)行程序；公式解析所涉及的變量分解、運(yùn)算符識(shí)別、函數(shù)運(yùn)算、邏輯判斷等技術(shù)都是公式計(jì)算所必須解決的技術(shù)性問(wèn)題。另外一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)“歷史公式”，是指對(duì)公式存在生命周期的處理能力，如表1 所示。

表1 公式定義的歷史形態(tài)

表1 所示的公式，在不同的歷史時(shí)期具有不同的表達(dá)式，如在2012年6 月1 日至2013年5 月31 日期間，公式使用“a+c”作為其運(yùn)算表達(dá)式。而在此時(shí)間段之前或之后，公式都有不同的定義（表達(dá)式）。所謂“歷史公式”，就是需要能夠記錄公式在不同時(shí)期的表現(xiàn)形態(tài)，并能夠根據(jù)這些時(shí)期的公式定義計(jì)算結(jié)果并保存。在系統(tǒng)重現(xiàn)計(jì)算時(shí)，計(jì)算引擎應(yīng)能夠自動(dòng)獲取公式在各個(gè)時(shí)期的表達(dá)式及分量輸入，計(jì)算結(jié)果需要還原公式的歷史情況。

（1）計(jì)算表達(dá)式是為實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜公式計(jì)算，支持常用數(shù)學(xué)表達(dá)式及邏輯運(yùn)算，計(jì)算引擎在架構(gòu)上選擇使用動(dòng)態(tài)語(yǔ)言作為公式計(jì)算的解析和執(zhí)行單元。動(dòng)態(tài)語(yǔ)言（如Python，Ruby，Groovy 等）是相對(duì)于編譯語(yǔ)言（如C、C++、Java 等）而言的，動(dòng)態(tài)語(yǔ)言不需要編譯，就能夠根據(jù)給定的表達(dá)式執(zhí)行運(yùn)行。目前，動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的技術(shù)已經(jīng)非常成熟并且有著廣泛的應(yīng)用。將動(dòng)態(tài)語(yǔ)言運(yùn)用于電量公式計(jì)算，可以最大限度地獲得表達(dá)式的靈活性，甚至說(shuō)可以支持任意復(fù)雜度地公式計(jì)算需求。但由于動(dòng)態(tài)語(yǔ)言本身是一套完整的編程系統(tǒng)，支持文件操作、硬件資源訪問(wèn)、打開網(wǎng)絡(luò)等底層調(diào)用，如果不加以限制，可能對(duì)計(jì)算引擎的運(yùn)行的穩(wěn)定性造成影響，甚至，惡意的代碼可能造成更加嚴(yán)重的后果。所以，計(jì)算引擎在引入動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行了限制，只開放滿足于公式計(jì)算的部分功能。這種限制表現(xiàn)在多個(gè)層次，首先，在表達(dá)式定義時(shí)需要對(duì)表達(dá)式的合法性進(jìn)行驗(yàn)證，過(guò)濾允許范圍內(nèi)的關(guān)鍵字；其次，在表達(dá)式執(zhí)行前，再次進(jìn)行關(guān)鍵字過(guò)濾，防止通過(guò)其他途徑錄入非法表達(dá)式；最后，公式執(zhí)行部分運(yùn)行于“沙箱”中，從運(yùn)行環(huán)境（Runtime）層面屏蔽表達(dá)式訪問(wèn)禁止的資源。

（2）支持的函數(shù)是因計(jì)算引擎主要用于電量相關(guān)的數(shù)學(xué)計(jì)算，則目前計(jì)算引擎的公式表達(dá)式提供對(duì)常用數(shù)學(xué)函數(shù)的支持，如min（a，b），max（a，b），abs（a），sin（a），cos（a），log（a），sqrt（a）等。

2.3.2 電量智能修補(bǔ)替代功能

計(jì)算引擎在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，充分發(fā)揮智能計(jì)算理念，利用智能化處理手段分析解決數(shù)據(jù)處理過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題，盡量減少系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的人工干預(yù)，降低系統(tǒng)運(yùn)維人員的工作量。（1）電量自動(dòng)替代。對(duì)于偶發(fā)的采集故障情況數(shù)據(jù)未能及時(shí)采集入庫(kù)，為了能及時(shí)得到相對(duì)準(zhǔn)確的電量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)引入了電量替代機(jī)制，電量替代包括輔表電量自動(dòng)替代、EMS 功率積分電量替代、線路對(duì)端電量替代。（2）電量智能修補(bǔ)。電量智能修補(bǔ)與電量自動(dòng)替代的區(qū)別是智能修補(bǔ)的電量是準(zhǔn)確的而自動(dòng)替代的電量是近似準(zhǔn)確的。電量智能修補(bǔ)包括智能自動(dòng)置數(shù)和旁路代電量修補(bǔ)。

智能自動(dòng)置數(shù)主要用于解決底碼缺失情況下的電量計(jì)算。由于前一時(shí)間點(diǎn)底碼缺失導(dǎo)致增量缺失的情況，如果存在當(dāng)前底碼，需要向前查找到上一次正常采集的底碼值。根據(jù)缺失前后采集數(shù)據(jù)底碼差值，計(jì)算缺失期間增量（增量=（采集點(diǎn)底碼-前次采集點(diǎn)底碼）×TA 變比×TV 變比）；將增量按一定比率（平均、輔表電量曲線、EMS 功率曲線或?qū)Χ穗娏壳€等）攤派到缺失計(jì)量點(diǎn)增量。

2.4 智能校核子系統(tǒng)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多重電量智能校核算法：母線平衡監(jiān)視、主變平衡監(jiān)視、發(fā)電機(jī)出口平衡監(jiān)視、EMS 電量校核、線路對(duì)端電量校核。通過(guò)數(shù)據(jù)智能校核功能可以自動(dòng)及時(shí)的發(fā)現(xiàn)計(jì)量故障與異常。從而確保電力系統(tǒng)計(jì)量關(guān)口電量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、計(jì)量裝置的可靠性；減少由于計(jì)量誤差、計(jì)量故障等因素導(dǎo)致的電量數(shù)據(jù)缺失、計(jì)量失真等情況，為關(guān)口計(jì)量管理工作提供技術(shù)支撐，提高關(guān)口管理水平。

（1）主輔平衡校核。電力系統(tǒng)計(jì)量關(guān)口通常有多塊電能表同時(shí)運(yùn)行，用以確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。其中主表為計(jì)費(fèi)電能表，以主表計(jì)量信息為計(jì)費(fèi)依據(jù)，以輔表信息來(lái)比對(duì)主表計(jì)費(fèi)的合理性。通過(guò)主輔表間的電量校驗(yàn)，判斷表計(jì)是否運(yùn)行正常。計(jì)算公式為：

式（2）中：R為平衡率；A為主表電量；B為輔表電量。

（2）線路對(duì)側(cè)平衡校核。根據(jù)關(guān)口電能表和線路對(duì)側(cè)電能表的電量平衡關(guān)系，實(shí)時(shí)考察計(jì)量表計(jì)、線路運(yùn)行工況和廠網(wǎng)間輸電線路線損情況。利用所采集的電能量數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算分析確定線損是否異常，判斷是否存在計(jì)量裝置故障、失準(zhǔn)、竊電等。計(jì)算公式為：

式（3）中：R為線損率；A為關(guān)口側(cè)電量；B為線路對(duì)側(cè)電量。

（3）母線平衡校核。根據(jù)能量守恒定律輸入母線的電量與輸出母線的電量加上傳輸轉(zhuǎn)換過(guò)程損耗的電量應(yīng)該是一致的。通過(guò)輸入母線前電量數(shù)據(jù)和輸出母線的電量數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，可以判斷關(guān)口的整體運(yùn)行狀況。計(jì)算公式為：

式（4）中：R為母線平衡率；A為輸入母線電量；B為輸出母線電量。

（4）發(fā)電機(jī)出口與主變高壓側(cè)平衡校驗(yàn)。與上同理，發(fā)電機(jī)出口電量、廠用電量與主變高壓側(cè)電量之間存在平衡關(guān)系。計(jì)算公式為：

式（5）中：R為發(fā)電平衡率；A為發(fā)電量；B為主變高壓側(cè)輸出電量。

（5）積分電量校驗(yàn)。表計(jì)計(jì)量電量數(shù)據(jù)同EMS 功率積分電量進(jìn)行校核。計(jì)算關(guān)口表計(jì)數(shù)據(jù)和EMS 功率積分電量在同一時(shí)段內(nèi)運(yùn)算的結(jié)果比較，可通過(guò)偏差值判斷表計(jì)計(jì)量出現(xiàn)異常。計(jì)算公式為：

式（6）中：R為積分校驗(yàn)率；A為表計(jì)計(jì)量電量；B為功率積分電量。

2.5 跨區(qū)數(shù)據(jù)同步子系統(tǒng)

生產(chǎn)控制區(qū)（二區(qū)）與信息管理區(qū)（三區(qū)）通過(guò)電力專用物理隔離裝置（正、反向）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)跨安全區(qū)同步，利用數(shù)據(jù)庫(kù)觸發(fā)器功能[1]，通過(guò)正、反向隔離裝置的文件擺渡通道實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)量較小的檔案數(shù)據(jù)雙向同步；利用業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的增量變化規(guī)則，通過(guò)正向隔離裝置的單向Socks 連接通道實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量的采集與計(jì)算數(shù)據(jù)二區(qū)到三區(qū)的單向同步。這2 種方式結(jié)合的方案既滿足二、三區(qū)完整應(yīng)用的需求又保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝А?/p>

2.6 Web 應(yīng)用子系統(tǒng)

Web 子系統(tǒng)采用多層架構(gòu)、全局視角設(shè)計(jì)，統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)各項(xiàng)業(yè)務(wù)功能，提高易用性與可維護(hù)性。Web子系統(tǒng)分區(qū)部署，二、三區(qū)同時(shí)發(fā)布，滿足二、三區(qū)不同用戶使用需要，并面向全省電廠發(fā)布數(shù)據(jù)，通過(guò)F5 實(shí)現(xiàn)服務(wù)器集群，保證系統(tǒng)高可用性并均衡訪問(wèn)負(fù)載。Web 應(yīng)用與后臺(tái)采集、計(jì)算等子系統(tǒng)業(yè)務(wù)緊耦合、軟件松耦合設(shè)計(jì)，Web 頁(yè)面實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)召測(cè)與通信，實(shí)現(xiàn)圖形化的公式定義與即時(shí)計(jì)算。

Web 總體上采用輕量級(jí)框架的多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體的技術(shù)上采用ExtJS+Struts2+Spring+iBatis（JDBC）的集成混合架構(gòu)。結(jié)構(gòu)上可以分為界面表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)持久層。界面表示層上采用流行的用戶體驗(yàn)較好的ExtJS 框架+JSP 頁(yè)面，流暢的頁(yè)面功能，強(qiáng)大的頁(yè)面控件，精美的頁(yè)面展示，為用戶打造動(dòng)態(tài)易用的頁(yè)面。業(yè)務(wù)邏輯層采用Struts2 和Spring 框架，高效的處理頁(yè)面層傳遞的任務(wù)命令，并進(jìn)行處理封裝。數(shù)據(jù)持久層采用了iBatis 輕量級(jí)半自動(dòng)類型框架，可以靈活的和數(shù)據(jù)庫(kù)通信，且和數(shù)據(jù)庫(kù)類型無(wú)關(guān)。

2.7 接口子系統(tǒng)

接口子系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)一的Web Service 方式，為交易中心、發(fā)策部、營(yíng)銷部、運(yùn)檢、信通等多個(gè)部門提供二十余類數(shù)據(jù)接口。根據(jù)Web 系統(tǒng)配置權(quán)限，可實(shí)現(xiàn)不同用戶通過(guò)調(diào)用不同的方法，獲取自己被授權(quán)的數(shù)據(jù)，并且可以根據(jù)登陸服務(wù)器的IP 地址限制訪問(wèn)用戶。接口通過(guò)負(fù)載均衡器（F5）實(shí)現(xiàn)服務(wù)器集群，保障接口可靠性，并可分擔(dān)訪問(wèn)壓力。

2.8 主站監(jiān)控子系統(tǒng)

主站監(jiān)控子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，包括服務(wù)器、應(yīng)用程序、Web 應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)、通信通道、現(xiàn)場(chǎng)終端等的運(yùn)行工況，診斷主站設(shè)備健康狀態(tài)，監(jiān)視系統(tǒng)各子系統(tǒng)運(yùn)行情況，通過(guò)對(duì)采集、計(jì)算、校核等工況的分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，診斷故障原因，快速定位，形成在線監(jiān)測(cè)及故障診斷專家系統(tǒng)[2]，對(duì)于異常事件，根據(jù)等級(jí)通過(guò)事件告警機(jī)制（頁(yè)面推送、短信、內(nèi)部郵件等）通知值班人員，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3 廠站端設(shè)計(jì)

廠站端的采集結(jié)構(gòu)統(tǒng)一采用終端服務(wù)器直采電表的方式，終端服務(wù)器的主要作用是將網(wǎng)絡(luò)通信轉(zhuǎn)化為RS485 串口通信，相當(dāng)于建立了一個(gè)采集前置到電能表的直達(dá)網(wǎng)絡(luò)連接，由主站直接通過(guò)相應(yīng)的電表通信規(guī)約讀取電表內(nèi)存儲(chǔ)的電能示數(shù)曲線數(shù)據(jù)，如圖5 所示。此方案的優(yōu)點(diǎn)在于造價(jià)較低、運(yùn)維費(fèi)用低、可靠性較高，省去了復(fù)雜且造價(jià)較貴的廠站電能量采集終端，簡(jiǎn)化了廠站端采集結(jié)構(gòu)，終端服務(wù)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能通用，復(fù)雜的電表規(guī)約解析由主站采集前置實(shí)現(xiàn)，對(duì)于新增的電表規(guī)約只需升級(jí)主站前置采集規(guī)約庫(kù)即可，廠站端設(shè)備不需升級(jí)、維護(hù)簡(jiǎn)便。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

本系統(tǒng)可以對(duì)全省電廠及變電站進(jìn)行發(fā)、輸、變各環(huán)節(jié)的電能量信息實(shí)時(shí)采集與電量計(jì)算分析。

（1）準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)采集與計(jì)算準(zhǔn)確，采用技術(shù)手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

（2）可靠性。軟硬件全冗余全熱備，通過(guò)負(fù)載均衡、故障轉(zhuǎn)移等技術(shù)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

圖5 廠站端采集結(jié)構(gòu)

（3）實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)采集范圍量大面廣，運(yùn)用并行與集群技術(shù)，提升處理效率，滿足實(shí)時(shí)性要求。

（4）安全性。對(duì)權(quán)限及網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全控制，系統(tǒng)運(yùn)行于調(diào)度二區(qū)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)物理隔離裝置實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在二、三區(qū)的應(yīng)用，滿足系統(tǒng)高安全性要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的江蘇電網(wǎng)省地縣一體化電量智能采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了“省地縣一體化”的電量采集系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行管理模式，有效提升了集約化管理與精細(xì)化運(yùn)行水平,能夠靈活適應(yīng)“大運(yùn)行”體系對(duì)技術(shù)支持系統(tǒng)的要求。系統(tǒng)目前已建成全覆蓋“發(fā)—輸—變”各環(huán)節(jié)電量信息的江蘇電網(wǎng)電量綜合信息系統(tǒng)，接入全省全部統(tǒng)調(diào)電廠、非統(tǒng)調(diào)電廠、35 kV 及以上變電站共3300余座。系統(tǒng)已成為江蘇電網(wǎng)電量信息的準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中心，可提供電廠上下網(wǎng)結(jié)算電量、供電量、網(wǎng)損等重要電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，在電網(wǎng)電量管理業(yè)務(wù)中發(fā)揮重要作用。本系統(tǒng)以后還將進(jìn)行電網(wǎng)電量數(shù)據(jù)全采集覆蓋后的大數(shù)據(jù)深入挖掘分析與應(yīng)用功能擴(kuò)展進(jìn)行深化研究。

[1]尹 飛.基于物理隔離技術(shù)的觸發(fā)式數(shù)據(jù)庫(kù)同步方案[J].江蘇電機(jī)工程，2010，29（1）：35-37.

[2]金 逸.智能變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)及應(yīng)用[J].江蘇電機(jī)工程，2012，31（2）：12-15.