基于海迅數(shù)據(jù)庫(kù)的線路運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

高永　王想　徐朋

摘 要：在電網(wǎng)中，為提高調(diào)度技術(shù)裝備水平，提升駕馭大電網(wǎng)能力，加強(qiáng)對(duì)各地廠站用電情況的監(jiān)測(cè)，需要對(duì)各地用電進(jìn)行一定的監(jiān)控分析，對(duì)于scada系統(tǒng)采集的通過(guò)實(shí)時(shí)變化采樣，記錄電網(wǎng)中運(yùn)行變化的情況，通過(guò)監(jiān)控分析相關(guān)廠站的電流、有功、無(wú)功等實(shí)時(shí)信息來(lái)達(dá)到告警的目的。有效的利用海量時(shí)序數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)各部門(mén)的工作，更好的提高電力管理水平。

關(guān)鍵詞：線路運(yùn)行監(jiān)視；海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)； 智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)；高精度采樣；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

目前，在SCADA/EMS系統(tǒng)中，對(duì)于地區(qū)的廠站線路上的電流，有功，無(wú)功只能實(shí)現(xiàn)相關(guān)的單級(jí)別的告警功能，功能較為單一，這在大量的線路設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視中收效甚微，降低了監(jiān)視效率，增加監(jiān)控人員勞動(dòng)強(qiáng)度。而調(diào)度員或其他業(yè)務(wù)部門(mén)，為了做好對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)視工作，經(jīng)常需要制定特定的監(jiān)視畫(huà)面、設(shè)定各種告警信息，特別是電網(wǎng)特殊運(yùn)行方式及重要社會(huì)活動(dòng)的保供電過(guò)程中，設(shè)備的線路

前些年，為實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的全面監(jiān)視和分析，進(jìn)行電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)和規(guī)劃統(tǒng)計(jì)、校核和研究紛紛開(kāi)發(fā)了綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合統(tǒng)計(jì)和分析，但由于電網(wǎng)數(shù)據(jù)量大、存儲(chǔ)速度慢等原因，數(shù)據(jù)平臺(tái)沒(méi)有得到廣泛的實(shí)際應(yīng)用[1]。

由于系統(tǒng)功能側(cè)重運(yùn)行控制，統(tǒng)計(jì)及綜合查詢功能較弱，越來(lái)越難以滿足各部門(mén)用戶的應(yīng)用要求。現(xiàn)行系統(tǒng)存在如下一些問(wèn)題：一是傳統(tǒng)的周期性歷史數(shù)據(jù)保存方式不能滿足電網(wǎng)精細(xì)化的分析應(yīng)用的要求；二是及時(shí)性很難滿足要求，而各部門(mén)對(duì)數(shù)據(jù)的及時(shí)性要求越來(lái)越高[2]；三是定制開(kāi)發(fā)的模式耗費(fèi)大量人力，往往各部門(mén)一個(gè)很小需求變化可能導(dǎo)致很大的開(kāi)發(fā)工作量。

1 研究?jī)?nèi)容

1.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與SCADA/EMS系統(tǒng)的集成

對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行深入研究，同時(shí)對(duì)SCADA/EMS系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究分析，在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的集成，在平臺(tái)層對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、存儲(chǔ)和管理進(jìn)行封裝，提供統(tǒng)一的接口，為線路運(yùn)行監(jiān)視平臺(tái)實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)提供服務(wù)。對(duì)系統(tǒng)的改造升級(jí)的內(nèi)容包括對(duì)其系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境的改造，系統(tǒng)配置環(huán)境的改造，虛擬訪問(wèn)的改造以及SCADA的實(shí)現(xiàn)。

由于實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)需存放入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此對(duì)SCADA系統(tǒng)處理流程進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母脑?，使其適應(yīng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，SCADA系統(tǒng)主要處理流程如下：

⑴實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)SCADA系統(tǒng)服務(wù)器上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊處理完后寫(xiě)入SCADA系統(tǒng)服務(wù)器上的本地實(shí)時(shí)庫(kù)，同時(shí)，通過(guò)平臺(tái)接口把這些數(shù)據(jù)同步寫(xiě)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)供后續(xù)所用；

⑵客戶端通過(guò)CORBA中間件訪問(wèn)SCADA系統(tǒng)服務(wù)器上的實(shí)時(shí)庫(kù)獲取數(shù)據(jù)用于圖形界面的實(shí)時(shí)顯示。

基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方式的SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如下圖所示。

由于EMS歷史反演、曲線、報(bào)表等需從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)獲得實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)（區(qū)別于傳統(tǒng)的歷史采樣），因此要求實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是全面的、完整的。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要包括三類來(lái)源：

⑴實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)；

⑵人工置數(shù)由用戶通過(guò)界面操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；

⑶計(jì)算數(shù)據(jù)。

SCADA把上述的三類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，在每次寫(xiě)本地內(nèi)存庫(kù)的同時(shí)把這些數(shù)據(jù)通過(guò)接口存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的全面和完整。

1.2 VSTO技術(shù)和HS-DATALINK

⑴Visual Studio Tools for Office（VSTO）是新一代的Office編程技術(shù)，它使IT專業(yè)人員在Microsoft Office System平臺(tái)上建立強(qiáng)大的智能客戶端解決方案。VSTO是一個(gè)專業(yè)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，獨(dú)立的專業(yè)開(kāi)發(fā)人員可以使用它創(chuàng)建基于Microsoft Office System的業(yè)務(wù)應(yīng)用。通過(guò)VSTO技術(shù)，使得開(kāi)發(fā)人員能夠更容易的使用托管控件來(lái)擴(kuò)展Office解決方案，并為開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)了更加直觀的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和調(diào)試體驗(yàn)。在HS-DataLink開(kāi)發(fā)中，使用VSTO技術(shù)封裝HS-API開(kāi)發(fā)Excel自動(dòng)化插件，通過(guò)自動(dòng)化插件使得用戶可以像使用Excel內(nèi)置公式一樣在Excel中快速定制查看分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)。結(jié)合EXCEL對(duì)實(shí)時(shí)信息進(jìn)行排序、篩選及分類匯總等功能，并可設(shè)置多個(gè)級(jí)別的告警提示，彌補(bǔ)監(jiān)控SCADA的不足

⑵使用了海迅實(shí)時(shí)報(bào)表，傳統(tǒng)的報(bào)表工具在報(bào)表定制以及使用方面存在不夠靈活的缺點(diǎn)，不同與此的是，海迅實(shí)時(shí)報(bào)表工具HS-DataLink是基于海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)接口開(kāi)發(fā)的電子表格Excel插件，是在原有Excel功能基礎(chǔ)上擴(kuò)展的Excel高級(jí)功能。HS-DataLink是在調(diào)研市場(chǎng)上同種類型產(chǎn)品和充分調(diào)研用戶需求的基礎(chǔ)上研發(fā)的在收集、分析和報(bào)告海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)方面功能強(qiáng)大且易用的工具。該工具最大的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了訂閱信息即可實(shí)時(shí)展示，無(wú)需經(jīng)過(guò)報(bào)表生成這一過(guò)程，極大的提高了用戶使用的易用性。2.實(shí)現(xiàn)自主定制監(jiān)視畫(huà)面及告警設(shè)定，操作簡(jiǎn)單，具備靈活性，使監(jiān)控人員在一定程度上擺脫了對(duì)自動(dòng)化主站維護(hù)員的依賴。提供默認(rèn)、按電壓等級(jí)以及按變電站分類監(jiān)控線路方案，用戶可以選取近期特別關(guān)心的線路進(jìn)行保存并默認(rèn)展示，而不需要每次都去定制；同時(shí)在其他場(chǎng)合需要監(jiān)視另外的線路時(shí)，也能夠根據(jù)分類快速的找到相對(duì)應(yīng)的線路信息，靈活的配置監(jiān)視方案。

將線路的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、基本資料整合分析，使監(jiān)視人員能第一時(shí)間掌握線路信息。這樣就可以將一些重點(diǎn)廠站，重點(diǎn)線路在進(jìn)行檢修、升級(jí)、完善功能等進(jìn)行專門(mén)化的監(jiān)控。

1.3 線路運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控

基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢，將能夠達(dá)到秒級(jí)的監(jiān)控，使用可視化的工具，同步實(shí)時(shí)上傳的數(shù)據(jù)，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控線路負(fù)荷越限等。

1.3.1 默認(rèn)線路的監(jiān)視

在每天方案線路表中，將蘇州市區(qū)的線路名稱，按照周一到周日寫(xiě)入表格中，當(dāng)點(diǎn)擊默認(rèn)監(jiān)控方式按鈕時(shí)候，自動(dòng)識(shí)別今天是周幾，從而找到對(duì)應(yīng)監(jiān)視的一些線路，然后根據(jù)配置信息，選擇今天線路名稱進(jìn)行匹配展示在監(jiān)視畫(huà)面中，則今天需要監(jiān)視的線路的有功實(shí)時(shí)負(fù)荷以及限值，超限值將顯示在界面上。

當(dāng)單擊限定某一個(gè)固定線路線路名稱，會(huì)對(duì)該線路當(dāng)日從凌晨到現(xiàn)在的歷史值變化做個(gè)趨勢(shì)分析，由折線圖展示，同時(shí)統(tǒng)計(jì)越限的總時(shí)間，也可顯示當(dāng)天到目前時(shí)間的峰谷值。

1.3.2 監(jiān)控選擇

為了便于調(diào)度人員對(duì)于線路的監(jiān)視，可以自定義兩種監(jiān)控方式。這樣使得更加的人性化以及專業(yè)化去定制各線路的監(jiān)視方案。

⑴按變電站監(jiān)控：將線路按照變電站來(lái)制定，專門(mén)監(jiān)視某一變電站中的線路，也可以混合監(jiān)視。點(diǎn)擊按變電站監(jiān)視按鈕，進(jìn)入配置界面。根據(jù)蘇州市區(qū)下的各個(gè)變電站進(jìn)行搜索需要監(jiān)視的變電站中的線路信息，選擇相關(guān)的變電站，找到線路，選中線路進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也可以選擇一些監(jiān)視信息，默認(rèn)是有功值，還可以監(jiān)視無(wú)功值，電流值內(nèi)容，同時(shí)添加了告警窗及提示音的設(shè)定。

選擇完成后，即可以進(jìn)入監(jiān)視畫(huà)面。

實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前白洋變所有線路的電流值，并與相應(yīng)的電流限值做對(duì)比，按電流值占電流限值的百分比計(jì)算出電流超限值。

⑵按電壓等級(jí)監(jiān)控：點(diǎn)擊按電壓等級(jí)監(jiān)控按鈕，進(jìn)入配置界面。根據(jù)35kV，110kV，220kV，500kV的變電站條件進(jìn)行搜索，選擇相關(guān)的kV數(shù)進(jìn)入相關(guān)的變電站。和變電站選擇一樣，可以根據(jù)需要制定監(jiān)控相關(guān)的內(nèi)容，以及告警提示窗口。

如圖6配置好電壓等級(jí)監(jiān)控方式，點(diǎn)擊完成之后，即出現(xiàn)圖7。

在圖6配置方案中，配置了告警信息的彈出，則在圖7中會(huì)實(shí)時(shí)彈出告警窗口，同時(shí)對(duì)電流不同的超限程度使用不同顏色做背景，更加醒目。

1.4 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)來(lái)源

建立基于海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)方式，將電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)信息等時(shí)間序列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一建模、統(tǒng)一存儲(chǔ)、查詢和服務(wù)。

從三區(qū)的海迅實(shí)時(shí)庫(kù)中，獲取所有的測(cè)點(diǎn)，然后獲取蘇州市區(qū)相關(guān)測(cè)點(diǎn)。將各個(gè)點(diǎn)按線路名稱進(jìn)行排序去重篩選，選出蘇州市區(qū)中所有線路；按照線路將蘇州市區(qū)的所有測(cè)點(diǎn)按有功，無(wú)功，電流值，進(jìn)行篩選。根據(jù)線路找到該線路上對(duì)應(yīng)的有功，無(wú)功，電流值的測(cè)點(diǎn)。按照線路名稱進(jìn)行排序篩選，按照HS-DATALINK配置方式寫(xiě)入后臺(tái)。

2 結(jié)束語(yǔ)

在智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)（SG-OSS）中，基于海迅實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，使用海迅實(shí)時(shí)報(bào)表工具HS-DataLink搭建線路運(yùn)行監(jiān)視平臺(tái)。使用該平臺(tái)，調(diào)度人員可以根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景的需要，通過(guò)簡(jiǎn)單的方案配置，搭建自己所需要監(jiān)視的線路信息，并可以實(shí)時(shí)展示。這為大量的設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視提供了可能，同時(shí)自動(dòng)化維護(hù)人員的工作量也相應(yīng)的減少，有效的實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)視，降低監(jiān)控人員及自動(dòng)化維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

[參考文獻(xiàn)]

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