低壓線路實時監(jiān)測與告警系統(tǒng)的應(yīng)用

羅立華，翁錫安，汪步升

（1.國網(wǎng)浙江慈溪市供電公司，浙江慈溪315070；2.寧波永耀信息科技有限公司，浙江寧波315010）

電力信息化

低壓線路實時監(jiān)測與告警系統(tǒng)的應(yīng)用

羅立華1，翁錫安1，汪步升2

（1.國網(wǎng)浙江慈溪市供電公司，浙江慈溪315070；2.寧波永耀信息科技有限公司，浙江寧波315010）

介紹了基于實時數(shù)據(jù)庫的低壓線路實時監(jiān)測及告警系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，該系統(tǒng)具有低壓線路和公用變壓器的在線監(jiān)測及告警功能，可以顯著提升低壓配電網(wǎng)運行管理的實效性和精細化水平。

低壓線路；在線監(jiān)測；實時數(shù)據(jù)庫；告警

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，配調(diào)自動化系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)等大型的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)得以開發(fā)并應(yīng)用。這些系統(tǒng)具備了獲取配電網(wǎng)實時/準實時運行信息，為運檢人員實時了解配電網(wǎng)運行情況提供了新技術(shù)手段，主要功能包含遙測、遙控、遙信和豐富的管理分析功能，但無法對大規(guī)模的準實時數(shù)據(jù)進行分析和監(jiān)測。

海量實時/歷史數(shù)據(jù)庫作為電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的集中存儲和共享專用平臺，不僅集中了配電網(wǎng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，還集成了主網(wǎng)運行狀態(tài)、設(shè)備在線監(jiān)測、氣象等多種多樣“時標數(shù)據(jù)”。為滿足運檢人員越來越高的管理精細化的要求，開發(fā)了基于海迅數(shù)據(jù)庫的低壓線路實時監(jiān)測及告警系統(tǒng)。

1 低壓線路實時監(jiān)測及告警系統(tǒng)的功能

1.1 系統(tǒng)功能架構(gòu)

低壓線路實時監(jiān)測及告警系統(tǒng)的主要功能是實時監(jiān)測10 kV線路的負荷、電量、電壓等遙信量監(jiān)測和遙信變位監(jiān)測，并通過發(fā)送告警消息，為線路運行管理人員提供快速響應(yīng)的管理手段。系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能架構(gòu)

1.2 低壓線路實時監(jiān)測及告警

低壓線路實時監(jiān)測及告警模塊，對線路集中監(jiān)視，使運行人員能夠迅速、直觀地了解所轄范圍內(nèi)的低壓線路運行情況，可以安全、快捷地對線路越限值進行設(shè)置，實現(xiàn)線路的越限告警。

（1）低壓線路實時監(jiān)測。主要是對線路的電流值和開關(guān)狀態(tài)進行實時監(jiān)測；實時統(tǒng)計變電站下所屬的10 kV線路開關(guān)斷開情況，并在系統(tǒng)界面上顯示狀態(tài)。

（2）低壓線路告警。根據(jù)線路的電流實測值和開關(guān)狀態(tài)進行判斷，產(chǎn)生告警信息。若線路開關(guān)為打開狀態(tài)，則不監(jiān)測其電流是否越限；若線路開關(guān)為閉合狀態(tài)，則監(jiān)測線路的實時電流是否越限，并生成告警。同時，用戶可以在系統(tǒng)界面上進行查詢和搜索。當有新告警消息時，通過用戶預(yù)設(shè)發(fā)送方式發(fā)送給指定聯(lián)系人。

公用變壓器（簡稱公變）實時告警模塊與線路實時告警模塊功能相類似，也提供了監(jiān)視和告警2個功能：公變監(jiān)視主要關(guān)注電壓和電流2個指標；告警信息根據(jù)預(yù)先設(shè)置的越限判斷條件產(chǎn)生，判斷條件為公變電壓上/下限額值、電流限額值等。

1.3 告警設(shè)置

由于低壓配電網(wǎng)的線路、公變數(shù)量眾多，運檢人員往往會根據(jù)當前的網(wǎng)絡(luò)拓撲、天氣、有序用電等情況，重點關(guān)注某些線路和公變。因此，告警設(shè)置模塊可以針對各條線路和各個公變告警觸發(fā)條件，如線路電流限額值、公變電壓上/下限等；還可以對告警聯(lián)系人發(fā)送方式進行設(shè)置，告警發(fā)送方式有短信、電子郵件和RTX（即時通信客戶端）等3種候選方式。

考慮到線路檢修業(yè)務(wù)的考核需要，還可以設(shè)置線路檢修時間。若設(shè)置了線路檢修起止時間，那么在該時間段內(nèi)，不會產(chǎn)生該條線路在這段時間內(nèi)的告警信息，只會在檢修經(jīng)過了4 h 30 min之后，發(fā)送信息進行提醒，這是為了滿足保障檢修時間不超過5 h的考核標準。

1.4 資料管理

針對運檢人員進行低壓線路和公變管理的過程中經(jīng)常需要溝通、共享結(jié)構(gòu)化文件資料的需求，系統(tǒng)還提供了資料管理模塊，具有文件資料上傳、分類、共享和下載等功能。由于該模塊注重資料分類的靈活性，系統(tǒng)并沒有預(yù)先設(shè)定的分類標準，而是由用戶根據(jù)需要，對已上傳的資料自行進行標簽設(shè)置，實現(xiàn)分類管理及檢索。

2 低壓線路實時監(jiān)測與告警系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1 實現(xiàn)方案

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，采用三層結(jié)構(gòu)，由數(shù)據(jù)層、中間層、表現(xiàn)層構(gòu)成。

在數(shù)據(jù)層，實時/歷史數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的源頭，利用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲線路越限的告警記錄以及相關(guān)的設(shè)置信息，為低壓線路實時監(jiān)測及告警系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)訪問接口獲取和交換數(shù)據(jù)，并對實時/歷史數(shù)據(jù)、設(shè)備模型數(shù)據(jù)、越限告警記錄和系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)等“時標數(shù)據(jù)”和“關(guān)系數(shù)據(jù)”的操作進行統(tǒng)一封裝，為中間層提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)增、刪、改、查等常規(guī)數(shù)據(jù)操作方法。這樣可以充分發(fā)揮實時/歷史數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫各自的優(yōu)勢，從而獲得更好的執(zhí)行效率和系統(tǒng)可維護性。

中間層的主要功能是計算和判斷，根據(jù)告警設(shè)置的結(jié)果，每15 min對每條線路和每個公變進行實時數(shù)據(jù)分析，判斷開關(guān)狀態(tài)及負載是否越限等，實現(xiàn)準實時的監(jiān)測和告警；還通過數(shù)據(jù)訪問接口將計算和判斷結(jié)果存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫。當系統(tǒng)運行時，該模塊利用數(shù)據(jù)訪問接口調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的存儲結(jié)果，提交給表現(xiàn)層顯示。

在表現(xiàn)層，將數(shù)據(jù)結(jié)果使用RIA（富互聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)轉(zhuǎn)化為在線圖形化應(yīng)用。

由于系統(tǒng)使用了典型的分層結(jié)構(gòu)，不再只局限于某個實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。即使電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)存儲于異構(gòu)的實時數(shù)據(jù)庫中，也可以通過數(shù)據(jù)訪問的中間層對數(shù)據(jù)查詢的差異進行屏蔽，從而實現(xiàn)一致的數(shù)據(jù)查詢方式。并且，由于系統(tǒng)的界面表現(xiàn)使用了RIA技術(shù)，用戶可以通過瀏覽器瀏覽直接訪問，不需要預(yù)先安裝，擺脫了實時數(shù)據(jù)庫運行環(huán)境的束縛。

2.2 告警伺服模塊

為了使系統(tǒng)的監(jiān)測告警功能不間斷工作，將數(shù)據(jù)訪問接口、業(yè)務(wù)邏輯模塊打包為伺服服務(wù)部署與服務(wù)器端，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的不間斷訪問和告警的目的。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

通過服務(wù)器點的伺服服務(wù)，無論用戶是否訪問系統(tǒng)頁面，數(shù)據(jù)訪問接口都可以實時訪問實時/歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過業(yè)務(wù)邏輯判斷模塊將告警記錄存儲到后臺告警數(shù)據(jù)庫中。并通過告警推送功能將告警以郵件、短信或者RTX的方式發(fā)送出去。系統(tǒng)的人機界面就可以專注為告警統(tǒng)計、系統(tǒng)設(shè)置、資料共享等功能。

告警伺服模塊的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 告警模塊

3 應(yīng)用實例

低壓線路和配備實時監(jiān)測及告警系統(tǒng)的主界面上顯示了配電網(wǎng)總有功、總無功和功率因數(shù)值，以及220 kV變電站的實時有功、無功值。由于采用了實時/歷史數(shù)據(jù)庫，頁面可以實現(xiàn)實時更新數(shù)據(jù)，使監(jiān)控人員隨時掌握所轄區(qū)域的變電站運行概況。

在線路監(jiān)測及告警界面中，顯示110 kV變電站的當前有功、無功值，以及其所轄10 kV線路的運行狀態(tài)，線路標明開關(guān)狀態(tài)，電流值以棒圖顯示。

系統(tǒng)提供告警信息查詢功能，如圖4所示，公變告警界面和線路告警基本類似。

圖4 低壓線路告警信息顯示界面

在告警設(shè)置界面，可以對線路和公變告警聯(lián)系人進行設(shè)置，同時選擇告警發(fā)送方式。還可以設(shè)置線路檢修的起止時間，防止在檢修期間產(chǎn)生告警誤信號。當檢修時間超過5 h時，系統(tǒng)還會產(chǎn)生提醒信息，提醒檢修時間過長，需要特別關(guān)注，圖5是告警設(shè)置界面。

圖5 告警設(shè)置界面

資料管理界面上可以方便上傳和下載各種資料文檔，同時可以在線對已上傳的文檔進行歸檔分類，方便檢索。

在主頁面還有其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的快捷登錄入口，實現(xiàn)了快速跳轉(zhuǎn)，加強了與相關(guān)業(yè)務(wù)之間的聯(lián)系。

4 結(jié)語

基于實時/歷史數(shù)據(jù)庫的低壓線路和公變實時監(jiān)測及告警系統(tǒng)，實現(xiàn)了對低壓線路開關(guān)和公變狀態(tài)的實時監(jiān)測，同時提供告警記錄統(tǒng)計和搜索功能，且當產(chǎn)生告警時，根據(jù)預(yù)設(shè)告警方式發(fā)送給指定聯(lián)系人，通過告警伺服服務(wù)實現(xiàn)了即使系統(tǒng)不在運行狀態(tài)仍能記錄告警信息的功能，為電網(wǎng)安全運行提供了有效的監(jiān)測手段。

[1]史興華.供電企業(yè)實時/歷史數(shù)據(jù)庫PI典型應(yīng)用案例[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]安磊，楊曉華，管金勝，等.基于實時/歷史數(shù)據(jù)庫（PI）系統(tǒng)構(gòu)建智能電網(wǎng)信息化基礎(chǔ)平臺[J].華東電力，2011（8）∶1374-1377.

（本文編輯：陸瑩）

Application of Real-time Monitoring and Warning System for Low-voltage Lines

LUO Lihua1，WENG Xian1，WANG Busheng2
（1.State Grid Cixi Power Supply Company，Cixi Zhejiang 315070，China；2.Ningbo Power Shine Information&Technology Co.，Ltd.，Ningbo Zhejiang 315010，China）

The paper introduces the implementation scheme of real-time monitoring and warning system for low-voltage lines based on real-time database.The system is characterized by online monitoring and warning of low-voltage line and common transformer，which can promote effect and delicacy level of low-voltage distribution network operation and management.

low-voltage line；on-line monitoring；real-time database；warning

TM727∶TP274+.5

：B

：1007-1881（2014）03-0056-04

2013-12-19

羅立華（1979-），男，浙江寧波人，工程師，從事電網(wǎng)科技信息化工作。