電能量采集系統(tǒng)在自動化部門的應(yīng)用

周盼輝　魏亮

【摘 要】電能量采集系統(tǒng)是包含電能采集、統(tǒng)計分析、事件告警和結(jié)算等功能，多部門協(xié)同辦公的自動化控制系統(tǒng)，它是電力系統(tǒng)推進商業(yè)化管理和現(xiàn)代化經(jīng)營的重要支撐之一。本文主要介紹了湖州供電公司電能量采集系統(tǒng)的架構(gòu)、軟硬件組成，重點論述了電能量采集系統(tǒng)的高級應(yīng)用在日常維護和電網(wǎng)管理中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】電能量采集系統(tǒng) 自動校核 應(yīng)用

1引言

湖州電網(wǎng)電能量采集系統(tǒng)初建于2012年3月，采用南京易司拓公司開發(fā)的COM3000電能量采集系統(tǒng)，系統(tǒng)共接入210kV及以上變電站ERTU終端24套，接入110kV變電站87座，共接入電能表4412塊，覆蓋了地縣范圍內(nèi)局屬35kV及以上變電站、6000kW及以上發(fā)電廠的計量、考核點（主、副電能表）電能量信息的采集，但隨著浙江省同期線損項目實施以及國網(wǎng)一體化電量與線損管理系統(tǒng)和電能量采集系統(tǒng)的集成需求，對電能量系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時性和時效性提出了更高的要求，這就需要主站系統(tǒng)能夠根據(jù)采集上來數(shù)據(jù)和積分電量、對側(cè)電量、副表等參考量進行自動校核，分析出最有可能造成不平衡的原因并進行告警提示，以便及時通知現(xiàn)場消缺，同時為國網(wǎng)一體化線損計算提供數(shù)據(jù)支持。

2電能量采集系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)分析

2.1簡介

根據(jù)浙江電網(wǎng)生產(chǎn)運行精益化管理需要，湖州電能量采集系統(tǒng)按照“統(tǒng)一應(yīng)用平臺、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一開發(fā)”的原則，統(tǒng)一地縣一體化電能量采集系統(tǒng)的技術(shù)及功能標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計和開發(fā)，為滿足日益增長的數(shù)據(jù)要求，對湖州供電公司現(xiàn)有電能量采集系統(tǒng)進行深化應(yīng)用改造，增加網(wǎng)損綜合管理、電量自動校核、電量綜合應(yīng)用分析、無功應(yīng)用管理、大用戶管理共5 大功能模塊，同時為配合上述功能模塊的實現(xiàn)，對電能量系統(tǒng)接口和調(diào)控一體化系統(tǒng)接口進行改造，確保生產(chǎn)運行的安全可靠和經(jīng)濟高效。

2.2主站系統(tǒng)構(gòu)成

電能量采集系統(tǒng)一般由主網(wǎng)部分、采集部分和通信網(wǎng)絡(luò)部分組成，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖2-1。

主網(wǎng)部分采用雙網(wǎng)冗余配置，包括前置采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB 服務(wù)器、鏡像服務(wù)器、報表服務(wù)器等；采集部分主要包括電能量采集裝置、工業(yè)級調(diào)制解調(diào)器、電能表等；通信網(wǎng)絡(luò)部分以網(wǎng)絡(luò)通信為主，專線、撥號為備用通道。地縣一體化主站功能及架構(gòu)遵循《浙江電網(wǎng)地縣一體化電能量采集系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)規(guī)范（試行）》統(tǒng)一建設(shè)。

2.3主站系統(tǒng)功能

電能量采集系統(tǒng)應(yīng)用軟件主要由前置采集、數(shù)據(jù)處理、報表管理、web發(fā)布、二次防護、大用戶管理、網(wǎng)損管理、自動校核等子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)全部采用B/S模式，同時通過二次防護子系統(tǒng)，實現(xiàn)二三區(qū)的實時同步，極大的方便了系統(tǒng)的管理、維護和應(yīng)用。如下圖2-2所示。

（1）前置采集：采用雙機均衡負(fù)載模式，按照系統(tǒng)統(tǒng)計出的負(fù)載均衡原則，將任務(wù)分配到采集成功率較高的前置和通道；正常情況下主機負(fù)責(zé)調(diào)度，異常情況下單機完成所有任務(wù)，并在脫離數(shù)據(jù)庫情況下，能保證現(xiàn)有任務(wù)完成采集，在和數(shù)據(jù)庫恢復(fù)連接后，將之前采集數(shù)據(jù)入庫；采集通道方式為網(wǎng)絡(luò)、專線、撥號等，支持多種通信方式的熱備用，通信規(guī)約根據(jù)采集終端決定；

（2）數(shù)據(jù)處理：擁有數(shù)據(jù)重算權(quán)限的用戶可以下發(fā)人工計算任務(wù)，重算一定時間段內(nèi)的電表電量，平衡電量，統(tǒng)計電量和網(wǎng)損電量。

（3）報表管理：實現(xiàn)各類報表的定義、顯示、Web生成、預(yù)覽和打印等功能，面向全地區(qū)，通過定義模板報表，可以選擇各種對象（電表、統(tǒng)計對象）、參與報表生成的數(shù)量等進行設(shè)置，任意時間段的功能打破了報表生成的時間范圍的局限性，同時本次系統(tǒng)改造后，各個應(yīng)用部門的個性化報表可以通過自定義報表進行定義和應(yīng)用；

（4）WEB發(fā)布：實現(xiàn)電能量信息的查詢、報表、業(yè)務(wù)操作等應(yīng)用，同時實現(xiàn)和OPEN3000模型的自動抽取，并自動更新電能量采集系統(tǒng)中的檔案信息，實現(xiàn)系統(tǒng)模型的免維護性；

（5）二次防護：系統(tǒng)采集和處理在內(nèi)網(wǎng)運行，報表和業(yè)務(wù)操作在外網(wǎng)進行，通過二次防護程序?qū)崿F(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)一致；

（6）大用戶管理：大用戶管理主要是通過增加線路的屬性將大用戶進行單獨的管理，以維護其量測等信息；

（7）網(wǎng)損管理：網(wǎng)損管理主要是為電量應(yīng)用人員提供完整的網(wǎng)損維護、統(tǒng)計分析、報表應(yīng)用、圖形展示、異常追溯等應(yīng)用功能。把所有和網(wǎng)損分析涉及到的功能模塊進行集中，以方便應(yīng)用人員使用的獨立性，將應(yīng)用和維護進行有效的切割；

（8）自動校核：電量自動校核主要是針對電量不平衡的變電站，對不平衡數(shù)據(jù)的電量數(shù)據(jù)進行自動對比以查出問題計量點，同時能夠判斷出可能問題，并提供人工解決方法。異常自動定位主要是通過檢索不平衡的變電站，將當(dāng)前數(shù)據(jù)與SCADA 中的積分電量、對側(cè)電量、副表進行對比，或者和前一個周期的電量進行對比定位到具體計量點數(shù)據(jù)異常。

3在自動化部門工作中的應(yīng)用

電能量系統(tǒng)通過前置采集終端中的電表數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)處理對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性進行檢驗，對異常數(shù)據(jù)進行記錄并分析告警，同時系統(tǒng)通過OPEN3000接口獲取CIM模型、有功無功計算積分電量，為電能量深入應(yīng)用提供相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)如下應(yīng)用：

3.1基于記憶的首頁導(dǎo)航

由于電能量采集系統(tǒng)是地縣一體化架構(gòu)，“一層部署、二層應(yīng)用”，每個使用人員的關(guān)注點都不一樣，因此系統(tǒng)具備較多功能，但也造成應(yīng)用人員查看系統(tǒng)時不能直接明了，而基于記憶的首頁導(dǎo)航根本上解決此問題。

用戶登錄系統(tǒng)后，可以對首頁顯示內(nèi)容進行定制，比如網(wǎng)供對象、系統(tǒng)工況、關(guān)口電量、實時電量、業(yè)務(wù)信息等展示在首頁上。用戶登錄后直接展示關(guān)注的內(nèi)容，如需查看詳細(xì)內(nèi)容，點擊圖片可以跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)菜單。同時用戶可根據(jù)喜好、關(guān)注重點對窗口的布局調(diào)整，可隨意拖動位置擺放，并且用戶在下次登錄時仍按照上次的布局方式進行展示，如圖3-1所示。

3.2自動校核

電量系統(tǒng)的應(yīng)用都需要基于數(shù)據(jù)的完整和準(zhǔn)確性，而保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確最主要的是在于電量報表的平衡，而一個地區(qū)變電站如果出現(xiàn)不平衡，則需要大量的人工分析才能夠最終定位到問題，所以需要系統(tǒng)能夠提供一個自動分析定位功能，將人工分析轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)的自動分析，直接展示分析后的結(jié)果，以幫助用戶快速對問題進行消缺。綜合使用各種不同的分析方法，包括：SCADA電量對比分析、對側(cè)電量對比分析、主副表電量對比分析、增長率分析、電表事件等，對分析出來的影響不平衡的表計或計量點按照電量差值進行排序，并給出可能的原因。

3.3短信告警

系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)采集情況、地區(qū)網(wǎng)供電量、自動校核分析結(jié)果，將異常的告警信息通過短信告警，比如數(shù)據(jù)缺失或異常，及時通知維護人員對數(shù)據(jù)進行核對和處理；網(wǎng)供電量數(shù)據(jù)缺失或異常，及時告知系統(tǒng)維護人員；電能表計故障提供相關(guān)信息給其他運行管理部門（接收人員可配置），及時消缺修復(fù)。短信告警功能的實施極大的降低了維護人員的工作壓力，對于異常情況及時發(fā)現(xiàn)及時處理，各部門之間工作流轉(zhuǎn)更加高效。

4典型案例

電能量采集系統(tǒng)對異常數(shù)據(jù)、不平衡情況的告警，排查故障原因，在日常工作中得到了應(yīng)用。以220kV莫梁變發(fā)生的PT斷相為例，說明自動校核在系統(tǒng)數(shù)據(jù)不正確，廠站不平衡方面的處理應(yīng)用。2015 年4 月28 日，通過電能量采集系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)220kV莫梁變不平衡情況嚴(yán)重（35kV不平衡率達-19.1%，全所不平衡率達-5.7%），系統(tǒng)自動根據(jù)采集上來的數(shù)據(jù)、積分電量、對側(cè)數(shù)據(jù)進行校核，發(fā)現(xiàn)其中梁能3150線采集上來的電量是積分電量的三分之一，且通過積分電量模擬廠站平衡都在2%之內(nèi)，初步判斷是該線路熔絲斷了，PT斷相。系統(tǒng)將此告警信息及時告知計量部門，經(jīng)現(xiàn)場排查發(fā)現(xiàn)是PT 計量電壓二次空氣開關(guān)斷開，導(dǎo)致電量數(shù)據(jù)只有三分之一，同時根據(jù)電能量采集系統(tǒng)的自動校核功能建議，對梁能3150線進行了追補電量，從而保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保障了湖州供電公司的經(jīng)濟利益，如圖4-1所示。

5結(jié)語

目前國內(nèi)電能量采集系統(tǒng)基本上都只實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集和展示，結(jié)合OPEN3000以及自身數(shù)據(jù)還未有深入分析應(yīng)用，對于數(shù)據(jù)異常、電能表計異常未能及時發(fā)現(xiàn)，缺乏深入的統(tǒng)計分析功能，基于這種現(xiàn)狀，建設(shè)的湖州供電公司電能量采集系統(tǒng)，能夠及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況，提高了數(shù)據(jù)的實時性、準(zhǔn)確性、完整性、可靠性，并為國網(wǎng)線損系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐，同時對于國家節(jié)能降損、電網(wǎng)安全運行、保障經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展都有著重要意義。

參考文獻：

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[3]楊艷芳.計量在線損管理中的主導(dǎo)作用——依托電能量采集系統(tǒng).價值工程，2015：214-215.

作者簡介：周盼輝（1987一），男，江蘇南京人，本科，工程師，南京易司拓電力科技股份有限公司工程部大區(qū)經(jīng)理，主要負(fù)責(zé)華東區(qū)域電能量采集系統(tǒng)、電壓合格率管理系統(tǒng)項目管理與推進；魏亮（1980—）長期從事電力系統(tǒng)自動化相關(guān)工作，高級工程師。