供電電壓采集系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

夏天

（國網(wǎng)蘭州供電公司，甘肅 蘭州 730050）

供電電壓采集系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

夏天

（國網(wǎng)蘭州供電公司，甘肅 蘭州 730050）

當(dāng)前供電電壓的監(jiān)測和管理大部分停留在人工抄錄、人工匯總階段，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測設(shè)備故障和電壓數(shù)據(jù)異常，使得電壓數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性和真實(shí)性不能保證，通過建設(shè)供電電壓采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的電壓監(jiān)測裝置功能規(guī)范和通信規(guī)約、統(tǒng)一的電壓監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)接入規(guī)范、統(tǒng)一的電壓數(shù)據(jù)自動上報(bào)規(guī)范，確保電網(wǎng)電壓監(jiān)測點(diǎn)的全覆蓋，提高電壓合格率，提升電力一二次設(shè)備、用電設(shè)備的壽命，提高電壓合格率、降低線損率，確保電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

供電電壓；電壓監(jiān)測；電壓采集

當(dāng)前供電電壓的監(jiān)測和管理，大部分仍停留在人工抄錄、人工匯總階段，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)監(jiān)測設(shè)備故障和電壓數(shù)據(jù)異常，使得電壓數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性和真實(shí)性不能保證，因此，亟需建立統(tǒng)一的電壓監(jiān)測裝置功能規(guī)范和通信規(guī)約、統(tǒng)一的電壓監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)接入規(guī)范、統(tǒng)一的電壓數(shù)據(jù)自動上報(bào)規(guī)范，以確保電網(wǎng)電壓監(jiān)測點(diǎn)的全覆蓋，將專業(yè)技術(shù)人員從繁瑣的人工抄表、人工匯總、人工統(tǒng)計(jì)和人工上報(bào)等工作中解放出來，轉(zhuǎn)移到真正的電壓分析工作中去，來提高電壓管理工作的效率和自動化水平，使電壓管理模式從相對粗放的管理向全過程、精益化管理方式轉(zhuǎn)變，提高供電數(shù)據(jù)質(zhì)量。

1 建設(shè)目標(biāo)

總體目標(biāo)：供電電壓自動采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供電電壓數(shù)據(jù)的采集、報(bào)送、分析全過程閉環(huán)管理，為無功電壓管理提供信息化支撐。深化、細(xì)化無功電壓管理，使供電電壓監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)采集和接入得以規(guī)范化，最終實(shí)現(xiàn)城農(nóng)網(wǎng)供電電壓數(shù)據(jù)的采集、加工、告警、展示、統(tǒng)計(jì)、分析等相關(guān)功能，提升電壓合格率的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，提升電壓合格率數(shù)據(jù)的二次加工技術(shù)，包括綜合及分類合格率數(shù)據(jù)定時(shí)、實(shí)時(shí)計(jì)算，各類數(shù)據(jù)缺失情況預(yù)統(tǒng)計(jì)處理，測點(diǎn)缺失數(shù)據(jù)的自動補(bǔ)采機(jī)制，提高供電電壓合格率，最終提高供電服務(wù)質(zhì)量。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)

供電電壓自動采集系統(tǒng)采用“二級部署、三級應(yīng)用”的模式，在省一級集中建設(shè)主站系統(tǒng)，在地市公司及縣公司一級部署各類電壓監(jiān)測裝置，供電電壓數(shù)據(jù)通過在省一級部署的CAC接入主站系統(tǒng)。同時(shí)，與OMS系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)接口，開展業(yè)務(wù)集成，獲取相關(guān)供電電壓數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)主站層通過采用Java技術(shù)實(shí)現(xiàn)，中間件采用Weblogic?；赑I3000平臺二次開發(fā)，通過PI3000平臺實(shí)現(xiàn)主站系統(tǒng)的整體化構(gòu)造、動態(tài)化模型驅(qū)動及靈活的功能擴(kuò)展。通過SOA技術(shù)架構(gòu)，降低系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)的成本，主站系統(tǒng)I2接口、電壓數(shù)據(jù)服務(wù)以及與其它系統(tǒng)的集成多采用Web服務(wù)的接口形式實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)通過供電電壓監(jiān)測裝置實(shí)現(xiàn)電壓信息采集，經(jīng)由CAC通過數(shù)據(jù)接入服務(wù)器接入主站系統(tǒng)，主站系統(tǒng)進(jìn)行分析、處理。主站系統(tǒng)的壓力集中在數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)接入服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)三個(gè)部分，其中通過Oracle RAC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫集群，通過負(fù)載均衡器實(shí)現(xiàn)對應(yīng)用服務(wù)器的均衡訪問，同時(shí)，通過負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)CAC及原系統(tǒng)對數(shù)據(jù)接入服務(wù)訪問的均衡。

2.2 技術(shù)架構(gòu)

采用層次化的思想對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分解，做到整體功能分層，層次間盡量降低耦合度，同層內(nèi)則加強(qiáng)功能內(nèi)聚度，保證整體架構(gòu)部署的靈活性和可擴(kuò)展性。主站系統(tǒng)分解為裝置接入層、數(shù)據(jù)接入層、數(shù)據(jù)計(jì)算層、應(yīng)用服務(wù)層。每一層根據(jù)各自的特點(diǎn)采用不同的技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。

（1）裝置接入層：裝置接入層與電壓監(jiān)測裝置通信，由裝置定期主動上送電壓歷史數(shù)據(jù)以及日月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，裝置接入層負(fù)責(zé)將來自裝置的數(shù)據(jù)上送至數(shù)據(jù)接入層，并對指定范圍的裝置進(jìn)行控制和管理。該層使用多臺CAC加以實(shí)現(xiàn)。每臺CAC接入一定數(shù)量的電壓監(jiān)測裝置，可通過增加CAC的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)接入電壓監(jiān)測裝置數(shù)量的擴(kuò)展。（2）數(shù)據(jù)接入層：數(shù)據(jù)接入層一方面從各CAC獲取所有電壓監(jiān)測裝置上送的數(shù)據(jù)，并向CAC轉(zhuǎn)達(dá)應(yīng)用層對裝置的各類補(bǔ)召、控制指令。另一方面，數(shù)據(jù)接入層提供外部系統(tǒng)上送數(shù)據(jù)的接口，實(shí)現(xiàn)各類外部系統(tǒng)，包括OMS系統(tǒng)、已有的電壓采集系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)的電壓監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)上送。為了統(tǒng)一這兩類數(shù)據(jù)上送的接口，數(shù)據(jù)接入層基于SOA的理念，提供WebService接口。CAC及各類外部系統(tǒng)通過調(diào)用相關(guān)的WebService接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上送，這些WebService接口負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并完成數(shù)據(jù)入庫?？紤]數(shù)據(jù)接入層的擴(kuò)展性，系統(tǒng)通過部署負(fù)載均衡器向外提供統(tǒng)一的WebService接口，根據(jù)各現(xiàn)場接入容量的大小，可靈活擴(kuò)展提供數(shù)據(jù)接入服務(wù)的服務(wù)器數(shù)量。（3）數(shù)據(jù)計(jì)算層：數(shù)據(jù)計(jì)算層完成監(jiān)測點(diǎn)季年合格率計(jì)算、各類數(shù)據(jù)異常、數(shù)據(jù)缺失情況統(tǒng)計(jì)，完成數(shù)據(jù)補(bǔ)召及相關(guān)計(jì)算等所有數(shù)據(jù)二次加工計(jì)算。系統(tǒng)采用基于多線程的獨(dú)立應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算功能。（4）應(yīng)用服務(wù)層：應(yīng)用服務(wù)層通過web應(yīng)用向用戶提供B/S方式的系統(tǒng)操作界面，應(yīng)用服務(wù)層基于PI3000平臺實(shí)現(xiàn)，部署在安裝了weblogic的web服務(wù)器上。系統(tǒng)通過負(fù)載均衡器對外提供統(tǒng)一的web應(yīng)用訪問，并發(fā)訪問的擴(kuò)展性可通過部署多臺web服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)。

2.3 應(yīng)用架構(gòu)

在業(yè)務(wù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上抽取應(yīng)用模塊和應(yīng)用組件，系統(tǒng)的主要功能應(yīng)用如下。

綜合展示：完成對綜合合格率、測點(diǎn)信息以及供電電壓數(shù)據(jù)的可視化展示的功能。

電壓測點(diǎn)管理：完成對城網(wǎng)供電電壓、農(nóng)網(wǎng)供電電壓合格率指標(biāo)和監(jiān)測點(diǎn)數(shù)指標(biāo)的下達(dá)與管理，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測裝置的臺帳、運(yùn)行和校驗(yàn)的管理，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測點(diǎn)臺帳和異動的管理。

電壓數(shù)據(jù)管理：實(shí)現(xiàn)對城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)的供電電壓合格率相關(guān)的數(shù)據(jù)從采集、傳輸、統(tǒng)計(jì)、存儲等處理過程，到綜合查詢、異常分析、數(shù)據(jù)上報(bào)等分析過程的全面管理，對供電電壓合格率缺失及異常數(shù)據(jù)查詢、補(bǔ)采等方式，確保供電電壓數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性；使用多角度數(shù)據(jù)查詢和分析方法，定位異常測點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)異常原因的分析。

告警事件管理：對城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)的供電電壓數(shù)據(jù)越限、供電電壓合格率不達(dá)標(biāo)以及數(shù)據(jù)缺失等類告警事件；電壓監(jiān)測裝置流量超標(biāo)、超期未校驗(yàn)、停電上電等裝置類告警事件展開管理，同時(shí)提供以單位、監(jiān)測點(diǎn)類別、事件類別、處理狀態(tài)等組合方式的告警事件匯總和查詢。

2.4 數(shù)據(jù)架構(gòu)

圖1 供電電壓自動采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型圖

從整體業(yè)務(wù)需求和應(yīng)用功能出發(fā)，參照SGCIM數(shù)據(jù)主題的設(shè)計(jì)與劃分，設(shè)計(jì)系統(tǒng)一級數(shù)據(jù)主題域和二級數(shù)據(jù)主題域。相關(guān)數(shù)據(jù)涉及到SG-CIM的12個(gè)主題域中6個(gè)主題域，包括設(shè)備、資產(chǎn)、電網(wǎng)、安全、綜合和人員，數(shù)據(jù)庫中的主要數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：供電電壓合格率、裝置生產(chǎn)廠家、供電電壓歷史、橫向集成、供電電壓極值、電壓監(jiān)測裝置信息、裝置參數(shù)、供電電壓統(tǒng)計(jì)、運(yùn)行信息、告警事件以及主站系統(tǒng)數(shù)據(jù)。通過采用SOA方法對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)模型（圖1）。數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)基于PI3000平臺業(yè)務(wù)對象動態(tài)建模技術(shù)，能夠使數(shù)據(jù)模型進(jìn)行靈活調(diào)整和擴(kuò)充，便于主站系統(tǒng)面向未來無功電壓管理、電能質(zhì)量接入等需求。數(shù)據(jù)采集范圍包括A類、B類、C類和D類供電電壓監(jiān)測點(diǎn)，其中A類為帶地區(qū)供電負(fù)荷的變電站10（6）KV母線電壓,B類為35（66）KV專線供電和110KV及以上供電的用戶端電壓。C類為35（66）KV非專線供電的和10（6）KV供電的用戶端電壓，D類為380/220V低壓網(wǎng)絡(luò)和用戶端的電壓。

3 結(jié)語

供電電壓自動采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對電壓監(jiān)測裝置的臺賬、運(yùn)行及校驗(yàn)等方面的閉環(huán)管理，規(guī)范了電壓監(jiān)測裝置的日常運(yùn)維，利于對電壓監(jiān)測裝置及時(shí)進(jìn)行故障或缺陷處理，有效減少電壓監(jiān)測裝置的異常處理時(shí)間，保障裝置的可靠運(yùn)行，提高電壓監(jiān)測裝置壽命，同時(shí)有效減少主變有載調(diào)壓分接開關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)和電容器投切次數(shù)，延長設(shè)備服役時(shí)間，切實(shí)提高電壓合格率，確保電網(wǎng)安全優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，一定程度地提升電力一二次設(shè)備、用電設(shè)備的壽命，確保電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

[1] 國家電網(wǎng)生技改[2009]133號，國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量和無功電力管理規(guī)定[S]，2009.

[2] 國家電網(wǎng)公司.智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃[R].北京：國家電網(wǎng)公司，2010.

TM76

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1671-0711（2016）12（上）-0164-02