安徽懷寧縣配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與建設(shè)

李偉根

摘 要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高以及用戶依法維權(quán)意識(shí)的增強(qiáng)，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高。因此，確保電能質(zhì)量日益成為供電部門實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展的內(nèi)在要求。安徽懷寧縣康巴什配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與建設(shè)，可以減少停電范圍，縮短停電時(shí)間，改進(jìn)供電質(zhì)量，提高供電可靠性，提升供電能力，降低配電網(wǎng)損。減小停電對(duì)社會(huì)生產(chǎn)造成的影響，將提高區(qū)域內(nèi)的客戶服務(wù)水平，有效地加強(qiáng)供電企業(yè)與用戶之間的溝通和交流，提高政府和百姓對(duì)電力行業(yè)的滿意程度，從而樹立良好的社會(huì)形象。取得非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng) 供電質(zhì)量 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) C/S架構(gòu) B/S架構(gòu)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（c）-0057-03

1 安徽懷寧縣配電管理現(xiàn)狀分析

（1）安徽懷寧縣供電網(wǎng)特點(diǎn)。采用輻射狀供電網(wǎng)絡(luò)，存在網(wǎng)架分段不合理且饋線數(shù)比較少的問題。雖然有的配電網(wǎng)架使用了手拉手的線路來(lái)進(jìn)行互聯(lián)，但其饋線的備用容量很低，以致當(dāng)配電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，不能轉(zhuǎn)帶對(duì)側(cè)的有效負(fù)荷，造成大面積區(qū)域停電。若從同一變電站的母線引出兩條饋線，進(jìn)行手拉手聯(lián)絡(luò)，則會(huì)出現(xiàn)備用能力降低，供電可靠性不足的問題。諸如此類缺陷，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)應(yīng)發(fā)揮出來(lái)的固有能力。

（2）管理問題。配電監(jiān)測(cè)認(rèn)識(shí)不足，由于配電監(jiān)測(cè)不僅涵蓋了廣泛的內(nèi)容，而且涉及到很多的部門，因此，各部門或多或少都會(huì)存在“盲人摸象”的現(xiàn)象。此外，配電監(jiān)測(cè)的應(yīng)用功能是不可能一次全面實(shí)現(xiàn)的，而是需要在一定基礎(chǔ)上持續(xù)應(yīng)用才能深化其使用技術(shù)。總之，就是對(duì)配電監(jiān)測(cè)不具備準(zhǔn)確的功能定位，僅在處理故障功能上還比較先進(jìn)，規(guī)劃不統(tǒng)一，未形成長(zhǎng)期有效的應(yīng)用機(jī)制。

（3）應(yīng)用對(duì)象不明確。對(duì)配電監(jiān)測(cè)認(rèn)識(shí)不清，沒有準(zhǔn)確的定位，應(yīng)用主體不明確，不能滿足配電網(wǎng)調(diào)度、生產(chǎn)、運(yùn)行和管理的需要。總之，配電自動(dòng)化沒有發(fā)揮其功能，供電公司也未獲得應(yīng)有的收益。

2 安徽懷寧縣配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)組成

整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為3部分：一是裝設(shè)在線路上的終端設(shè)備；二是GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)；三是在供電局內(nèi)的主站系統(tǒng)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

主站系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)所有終端（公變、專變終端）的數(shù)據(jù)采集與公變、專變用戶檔案、參數(shù)等相關(guān)管理功能，以及相關(guān)應(yīng)用功能，主要包括遠(yuǎn)程抄表、預(yù)購(gòu)電、有序用電、用電監(jiān)測(cè)、用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等功能，同時(shí)能通過接口實(shí)現(xiàn)與營(yíng)銷系統(tǒng)、配電生產(chǎn)管理系統(tǒng)的檔案同步，并能通過接口或共享中間數(shù)據(jù)庫(kù)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)其他系統(tǒng)（營(yíng)銷系統(tǒng)、配電生產(chǎn)管理系統(tǒng)、TMR系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)共享。

2.2 主站軟件設(shè)計(jì)原則

（1）可靠性。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過雙通信服務(wù)器互為備份的方式保證了系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障時(shí)，備用通信服務(wù)器可以接過所有的工作，從而保證系統(tǒng)監(jiān)控及采集數(shù)據(jù)的不間斷進(jìn)行。

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用雙服務(wù)器掛接磁盤陣列作為數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)設(shè)備，通過冗余備份來(lái)確保數(shù)據(jù)不丟失。

（2）安全性。系統(tǒng)安全性管理分為兩個(gè)方面：一是系統(tǒng)內(nèi)部的安全性管理，即限定內(nèi)部各相關(guān)部門及工作人員的操作權(quán)限范圍，只允許具有操作權(quán)限的人員能夠進(jìn)行相關(guān)操作。該系統(tǒng)軟件擁有完善的安全認(rèn)證機(jī)制，在技術(shù)上具有只有通過了認(rèn)證的人員才能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行操作，且只能操作其所擁有權(quán)限的功能。二是該系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境交互的安全性管理，即保證系統(tǒng)不被網(wǎng)絡(luò)上的非法訪問者及病毒攻擊。該系統(tǒng)在系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)與外部網(wǎng)路的接口部分部署了防火墻，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)過濾技術(shù)，杜絕非法網(wǎng)絡(luò)訪問，并對(duì)公共數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)行授權(quán)用戶只讀訪問，對(duì)非授權(quán)用戶予以拒絕。

（3）實(shí)用性。設(shè)計(jì)從實(shí)際出發(fā)，以實(shí)用為原則。人機(jī)對(duì)話采用最直觀的形象化表達(dá)，全圖形界面，Windows風(fēng)格，操作直觀簡(jiǎn)練，以保證系統(tǒng)良好的可操作性。

（4）先進(jìn)性。配網(wǎng)系統(tǒng)是一項(xiàng)包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)、無(wú)線通信與數(shù)據(jù)通信技術(shù)的一種復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)，因而，從資源配置到功能設(shè)置都采用了當(dāng)前最先進(jìn)的主流計(jì)算機(jī)技術(shù)，包括三層客戶/服務(wù)器模式（C/S）、瀏覽器/服務(wù)器模式（B/S）、大型商用數(shù)據(jù)庫(kù)等。這些都是先進(jìn)的開放式系統(tǒng)，在保持系統(tǒng)使用主流先進(jìn)系統(tǒng)的同時(shí)也具有一定的超前性，并且便于系統(tǒng)以后的更新和升級(jí)。

（5）兼容性與移植性。該系統(tǒng)嚴(yán)格遵循國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的前提下，允許不同廠商的同類產(chǎn)品兼容使用，并預(yù)留下充分的接口，隨時(shí)擴(kuò)充以兼容來(lái)自其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或向其他系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)階段充分考慮市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，絕不允許針對(duì)性的設(shè)置采購(gòu)實(shí)施壁壘。

2.3 系統(tǒng)組網(wǎng)

主站系統(tǒng)采用雙機(jī)雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)組成，包括2臺(tái)數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，以及若干臺(tái)用電管理工作站和若干應(yīng)用工作站。系統(tǒng)通過多種方式（GPRS、CDMA、以太網(wǎng)）監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)終端，采集采集點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并每日定時(shí)采集各采集點(diǎn)數(shù)據(jù)；當(dāng)采用GPRS或CDMA信道和終端通信時(shí)，系統(tǒng)通過防火墻與GPRS/CDMA公網(wǎng)連接以保證系統(tǒng)安全。系統(tǒng)通過企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和專門的WEB服務(wù)器，向用電MIS發(fā)布數(shù)據(jù)，并獲取SCADA的數(shù)據(jù)用于線損計(jì)算和管理。

2.4 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用J2EE、C#和Delphi設(shè)計(jì)以及網(wǎng)絡(luò)分布式數(shù)據(jù)處理，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)充分考慮系統(tǒng)的可移植性，所有的服務(wù)、訪問接口及各模塊實(shí)現(xiàn)均遵循Windows標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用C/S和B/S相結(jié)合、分層分模塊的模式，分為數(shù)據(jù)采集控制、數(shù)據(jù)分析應(yīng)用、數(shù)據(jù)共享訪問接口三大部分，即數(shù)據(jù)采集控制采用C/S結(jié)構(gòu)，包括通信服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、后臺(tái)工作站、前置機(jī)、定時(shí)任務(wù)模塊、協(xié)議解釋模塊等，它主要職責(zé)就是進(jìn)行各種檔案的錄入、通信通道管理、權(quán)限管理等管理任務(wù)，負(fù)責(zé)通信任務(wù)處理，實(shí)現(xiàn)定時(shí)巡測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行工況、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)采集、處理事件上報(bào)、各種采集或控制指令下達(dá)等，它通過關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)（通信服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器）進(jìn)行雙機(jī)熱備的方式來(lái)保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的完整性和準(zhǔn)確性，控制指令能安全可靠地下達(dá)執(zhí)行；數(shù)據(jù)分析應(yīng)用采用B/S結(jié)構(gòu)，它主要是對(duì)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)、分析、對(duì)比，分析電網(wǎng)狀況和客戶用電情況，提供各種統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表和曲線，為生產(chǎn)管理等各部門提供技術(shù)支持。數(shù)據(jù)訪問接口使其他系統(tǒng)可以采集該系統(tǒng)數(shù)據(jù)或該系統(tǒng)采集其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使用電數(shù)據(jù)可以發(fā)揮最大的作用。目前采用UDP、WEBSERV ICE、中間數(shù)據(jù)庫(kù)等方式實(shí)現(xiàn)訪問接口。

2.5 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向圖

圖3是數(shù)據(jù)流向圖。配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集終端（配變、專變）數(shù)據(jù)，通過中間件和公共中間數(shù)據(jù)庫(kù)的方式共享數(shù)據(jù)給其他系統(tǒng)，同時(shí)從其他系統(tǒng)獲取基本檔案信息。圖3中指示了用電現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)在配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的作用。

3 配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要功能

配變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)支持原用電現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)的所有功能，圖4是用電現(xiàn)場(chǎng)管理系統(tǒng)功能框圖。

（1）運(yùn)行管理。系統(tǒng)提供完善的運(yùn)行管理功能，使得操作員能夠通過圖形界面方便地管理整個(gè)系統(tǒng)。如，用電設(shè)備檔案管理、權(quán)限管理、通信管理等。系統(tǒng)提供完整的流程對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行管理，并提供制定設(shè)備巡視計(jì)劃功能；能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況，對(duì)于終端和主站運(yùn)行過程中出現(xiàn)的情況，都能以聲光報(bào)警的方式做出反應(yīng)；能夠記錄通信信道的工作情況，可以記錄終端的每一次通信數(shù)據(jù)，用來(lái)分析通信情況，并能夠統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的可用率等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)提供制作有序用電方案，經(jīng)審批的有序用電方案可以在用電緊張時(shí)期對(duì)用戶實(shí)行限電，保障電網(wǎng)安全。

（2）數(shù)據(jù)采集功能。通過Internet以及GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)與配網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊，自動(dòng)采集終端的運(yùn)行數(shù)據(jù)（可以靈活定制采集數(shù)據(jù)，包括有無(wú)功功率、功率因數(shù)、有無(wú)功電量、有無(wú)功止碼、有無(wú)功最大需量、電流電壓及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、功率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、無(wú)功補(bǔ)償數(shù)據(jù)、諧波數(shù)據(jù)等），監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所有通信節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀況。

（3）控制功能。系統(tǒng)能對(duì)遠(yuǎn)方終端設(shè)備實(shí)行多種控制，如，直接拉合閘、保電、功率控制、電量控制等。

（4）異常監(jiān)測(cè)。通過485接口對(duì)多功能電能表信息的讀取或交流采樣數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量回路和表計(jì)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)或歷史數(shù)據(jù)分析，對(duì)監(jiān)測(cè)內(nèi)容進(jìn)行判斷，并自動(dòng)記錄異常事件并告警。

（5）故障處理。系統(tǒng)對(duì)終端設(shè)備故障提供錄入、處理，并對(duì)分析異常進(jìn)行分級(jí)查詢、處理，提供終端設(shè)備某段時(shí)間內(nèi)的故障情況統(tǒng)計(jì)，為日常維護(hù)提供方便。

（6）數(shù)據(jù)分析。對(duì)于采集回來(lái)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，生成各類統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表，供用戶更好的使用。

4 安徽懷寧配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)總結(jié)

安徽懷寧配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)過周密的規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)實(shí)施，系統(tǒng)建成2年以來(lái)，無(wú)論從管理水平、服務(wù)用電管理質(zhì)量等各方面都有了非常突出的成績(jī)，通過智能化管理手段的建設(shè)，降低了人工勞動(dòng)力成本，減少了大量的運(yùn)維公共交通支出，供電可靠性有過去的95%，提升到現(xiàn)在的99.7%，取得了非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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