電能計量裝置品級評價系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

王兆軍，矯 真 ，張仲耀，劉麗君 ，王振華

（1.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院，山東 濟南 250003；2.國網(wǎng)山東武城縣供電公司，山東 德州 253300）

電能計量裝置品級評價系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

王兆軍1，矯 真2，張仲耀1，劉麗君1，王振華1

（1.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院，山東 濟南 250003；2.國網(wǎng)山東武城縣供電公司，山東 德州 253300）

為客觀評價和反映電能計量裝置運行質量水平，設計了一套電能計量裝置品級評價系統(tǒng)。通過對電能計量裝置品級的智能評價，實現(xiàn)對電能計量裝置品級多維分析和持續(xù)改進，以及對電能計量裝置品質預測和預警。應用證明，本系統(tǒng)實現(xiàn)了電能計量裝置品級評價數(shù)據(jù)的集中管理，能夠全面、準確、客觀評價電能計量裝置的品級品質水平。

電能計量裝置；品級評價；指標體系

0 引言

目前公司用電信息采集系統(tǒng)建設快速發(fā)展，當前在運電能計量裝置的總數(shù)量數(shù)以億計，新型智能電能表、采集終端、互感器、計量箱等產(chǎn)品大量推廣應用，計量裝置水平大幅提升，有效提升了公司精益化管理水平。

建設省級的電能計量裝置品級評價體系，將有利于電能計量裝置品級評價管理機制的常態(tài)運行，有利于計量裝置全壽命周期薄弱環(huán)節(jié)的及時發(fā)現(xiàn)，有利于運行質量風險的提前防范。

但目前缺少客觀評價當前電能計量裝置運行質量水平的工具和方法，造成目前電能計量裝置運維、改造、更換等工作缺少科學指導和具體依據(jù)。為提升電能計量裝置品質管理的規(guī)范化和標準化水平，設計開發(fā)了一套電能計量裝置品級評價系統(tǒng)。

1 現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 缺少全面的電能計量品質評價體系

近年來，隨著省級計量中心建設的完成，實現(xiàn)了計量裝置的資產(chǎn)、管理與業(yè)務的集約化。省級計量中心生產(chǎn)調度平臺［1］與資產(chǎn)全壽命周期的上線運行從信息化上實現(xiàn)了計量資產(chǎn)的“統(tǒng)一采購、集中檢定、集中倉儲、統(tǒng)一配送”的目標，以及計量資產(chǎn)全壽命周期［2］各環(huán)節(jié)的跟蹤管理。但目前缺少基于MDS、營銷業(yè)務應用、用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)基礎上的計量裝置品質評價體系，不能客觀評價和反映系統(tǒng)電能計量裝置運行質量水平。

1.2 電能計量業(yè)務數(shù)據(jù)分散

由于近年來的信息化建設頻度加快，造成對于業(yè)務數(shù)據(jù)分離在不同信息化系統(tǒng)中，品級指標數(shù)據(jù)采集和來源往往由于各種原因缺乏監(jiān)控，也沒有建立一套行之有效的關于指標數(shù)據(jù)合理性、完整性的校驗分析機制，導致電能計量裝置品級評價指標數(shù)據(jù)缺少。

因此，有必要建設電能計量裝置品級評價體系，客觀評價和反映電能計量裝置運行質量水平，在實際工作中科學指導電能計量裝置的運維、改造、輪換等工作，為公司的投資導向提供客觀依據(jù)。

2 設計原則

為保證所設計的系統(tǒng)在國內相應領域內具有領先的技術水平，本系統(tǒng)主要采用國際先進、成熟的IT成果，同時結合國網(wǎng)山東省電力公司電力營銷經(jīng)驗和實踐成果。在系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，主要遵循以下設計原則。

資源全整合原則。充分分析MDS、用電信息采集系統(tǒng)、SG186營銷業(yè)務應用系統(tǒng)等，尋找與計量裝置品級評價業(yè)務融合點，全面集成與計量裝置品級相關的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對計量裝置品級數(shù)據(jù)全面管理。

指標全覆蓋原則。充分分析和梳理計量裝置品級的關鍵節(jié)點、流程和效能等影響因素，找出相關的所有節(jié)點，建設覆蓋全專業(yè)的計量裝置品級評價指標體系。

體系全適用原則。結合國家電網(wǎng)公司計量裝置相關質量標準和運行工藝標準等要求，充分考慮現(xiàn)狀與差異，制定統(tǒng)一普遍適用的電能計量裝置品級評價指標體系。

分析多維度原則。通過對不同渠道、項目的多部門協(xié)同和支撐分析，對不同計量裝置類型和不同供電區(qū)域的短板和流程分析，找出影響計量裝置品級的短板，提出改進建議和措施。

數(shù)據(jù)源管理原則。對于設備配置水平標準、施工工藝評價標準、數(shù)據(jù)采錄評價標準、設備質量評價標準等短板，尋找各業(yè)務節(jié)點的環(huán)境、資源、方法等深層次原因。通過設定異常數(shù)據(jù)處理規(guī)則，實現(xiàn)異常數(shù)據(jù)自動處理，減少人工工作量，確保系統(tǒng)支撐數(shù)據(jù)從源頭上準確。

業(yè)務全閉環(huán)原則。從電能計量裝置工作實際出發(fā)，按照評價、改善、提升、再評價的過程，實現(xiàn)對電能計量裝置品質全過程閉環(huán)管理，使總部、網(wǎng)省、地市、縣公司各層級服務工作的日常管理在控。

3 電能計量裝置品級評價系統(tǒng)設計

3.1 系統(tǒng)設計思路與架構

圖1為電能計量裝置品級評價系統(tǒng)架構，該系統(tǒng)將電能計量裝置的設備配置水平、施工工藝、數(shù)據(jù)采錄、設備質量等信息通過中間庫同步模式，將MDS、SG186營銷業(yè)務應用系統(tǒng)、采集系統(tǒng)等業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步到計量業(yè)務數(shù)據(jù)集成中心中間庫中，并根據(jù)評價規(guī)則需要將數(shù)據(jù)進行清洗、匯總，然后通過執(zhí)行評價任務存儲過程形成評價結果。

圖1 電能計量裝置品級評價系統(tǒng)架構

電能計量裝置品級評價系統(tǒng)的基礎業(yè)務數(shù)據(jù)來源于省級計量中心生產(chǎn)調度平臺、營銷業(yè)務應用系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)。計量裝置品級評價系統(tǒng)制定計劃后，將計劃信息和計劃明細記錄寫入中間庫，并通知營銷業(yè)務應用系統(tǒng)和用電信息采集系統(tǒng)處理。營銷業(yè)務應用系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)每天定時將完成或變更的計劃明細信息寫入中間庫中。然后依據(jù)各類指標的監(jiān)測與分析模型，對計量裝置品質數(shù)據(jù)過程進行監(jiān)測分析，對分析結果進行評價，并給出改善建議。

根據(jù)廠家、裝置類別和評價頻度，展示電能計量裝置品級綜合指數(shù)、品級評價綜合指數(shù)趨勢、評價情況文字概述、品級質量指標指數(shù)及下級指標趨勢。

3.2 電能計量裝置品級評價系統(tǒng)關鍵技術

3.2.1 OGG數(shù)據(jù)庫同步技術

Oracle Golden Gate （OGG）數(shù)據(jù)庫同步技術［3］是一種基于日志的結構化數(shù)據(jù)復制備份軟件。設計的品級評價系統(tǒng)通過OOG技術解析計量生產(chǎn)調度平臺、營銷業(yè)務應用系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)這些源數(shù)據(jù)庫在線日志和歸檔日志獲得數(shù)據(jù)的增量變化，然后將這些變化應用到計量業(yè)務數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)品級評價系統(tǒng)所用的數(shù)據(jù)與源數(shù)據(jù)庫 （計量生產(chǎn)調度平臺、營銷業(yè)務應用系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)）中數(shù)據(jù)相一致，為后續(xù)電能計量裝置的評價模型提供完整準確的數(shù)據(jù)信息。

圖2 電能計量裝置品級評價系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步技術

本系統(tǒng)中采用的OGG數(shù)據(jù)庫同步技術不但支持Oracle數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)同步，如圖2所示，同時還支持不同架構數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)同步，如Date-Base2、Sysbase、Microsoft SQL Server等目前比較主流的數(shù)據(jù)庫應用，具有很高的兼容性。

3.2.2 系統(tǒng)分析法模型評價技術

評價模型將影響因素分類分級，共分為4級指標。一級指標包括電能表、計量互感器、采集終端、開關設備、計量箱（屏、柜）、接線安裝和二次回路共6類［4］；二級指標按照不同設備的運行特征進行不同設置，包括設備配置、設備質量、運行環(huán)境、施工工藝、數(shù)據(jù)采錄等；三、四級指標根據(jù)對設備運行的具體影響因素設置不同層級的評價項目。各級指標分配有相應的權重，一、二級指標的設置和評價權重見表1，三、四級指標的評價權重參見不同設備的具體權重。

本系統(tǒng)主要采用系統(tǒng)分析法［5］進行指標評價，將待評價的電能計量裝置按照設備類別分為電能表、互感器等6個評價部分，并按照不同設備類別進行細分。例如，電能表可以細分為設備配置、設備質量、數(shù)據(jù)采錄3個評價子項，每個評價子項都分配不同的評價權重。每個評價子項都可以用具體的統(tǒng)計指標進行描述細分，直到形成最后的評價結果。

表1 電能計量裝置品級評價系統(tǒng)評價指標權重

3.2.3 Weblogic中間件技術

Weblogic是美國Oracle公司出品的一個基于JavaEE架構的中間件，處于操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫之上，應用軟件之下。主要是目的是為上層的應用軟件提供運行和開發(fā)環(huán)境，幫助用戶靈活、高效地開發(fā)和集成各種復雜應用程序。Weblogic中間件也是當前最具優(yōu)勢的開發(fā)、集成、部署和管理大型分布式Web應用、網(wǎng)絡應用和數(shù)據(jù)庫應用的Java應用程序。

品級評價系統(tǒng)使用Java編程語言進行開發(fā)，基于JavaEE應用架構，通過weblogic中間件技術實現(xiàn)線程的動態(tài)管理并與計量業(yè)務數(shù)據(jù)集成中心數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互。同時，也可以通過weblogic集群與負載均衡服務器共同實現(xiàn)負載均衡，單一實例失敗時通過應用程序故障轉移保證評價系統(tǒng)仍可繼續(xù)進行作業(yè)，實現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性和高可靠性。

圖3 電能計量裝置品級評價系統(tǒng)中間件技術

3.3 系統(tǒng)功能設計

電能計量裝置品級評價系統(tǒng)功能組成如圖4所示，具體功能模塊包括指標庫管理、措施經(jīng)驗庫管理、品質分析、異常數(shù)據(jù)管理、品質改造、品質評價、綜合展現(xiàn)、報告報表管理8部分內容。

圖4 電能計量裝置品級評價系統(tǒng)功能組成

品質評價。品質評價是指通過匯總各項評價數(shù)據(jù)，對電能計量裝置品級進行客觀評價，幫助管理層全面掌握電能計量裝置的整體運行水平。包括品級綜合評價、品級單項評價、自定主題評價3種類型。

品質分析。根據(jù)電能計量裝置品級評價結果，通過設備配置水平分析、施工工藝分析、數(shù)據(jù)采錄分析、設備質量分析，對電能計量裝置品級進行評價分析，為電能計量裝置質量改進、輪換與改造提供決策信息。

預警管理。通過電能計量裝置品質分析出的異常情況，進行預警提示。主要包括預警等級設置、預警閥值管理、預警事件識別3部分。

品質改善。品質改善是指對評價過程中發(fā)現(xiàn)的計量裝置問題制定改善方案、跟蹤改善過程、并評估改善結果，實現(xiàn)對電能計量裝置水平的持續(xù)改進。包括問題識別、改進措施制定、改進措施執(zhí)行、改進措施評估。

綜合評價展示。綜合評價展示是指對設備配置水平標準、施工工藝評價標準、數(shù)據(jù)采錄評價標準、設備質量評價標準指標指數(shù)進行真實、實時、全方位展示，為管理者評估當前工作效果及未來工作部署方向提供輔助依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。包括品級評價綜合展示、品級評價單項展示。

措施經(jīng)驗庫管理。措施經(jīng)驗庫管理是指對計量裝置品質評價過程中的改進措施和典型經(jīng)驗進行統(tǒng)一的管理和應用，為實現(xiàn)計量裝置管理水平的持續(xù)改進提供支持。包括措施庫管理、典型經(jīng)驗庫管理、指標管理。指標管理是指根據(jù)電能計量裝置品質評價工作要求，采用層次結構構建覆蓋設備配置水平標準、施工工藝評價標準、數(shù)據(jù)采錄評價標準、設備質量評價標準指標體系，并對其進行管理。包括指標庫管理、指標體系管理、報告報表管理。對計量裝置品級評價結果進行統(tǒng)計、分析，并以報表、報告形式展現(xiàn)。包括品質簡報管理、品質綜合報告管理、多維報表查詢、模板管理。

4 系統(tǒng)應用效果

設計的電能計量裝置品級評價系統(tǒng)如圖5所示，自2016年上線以來，在國網(wǎng)山東省電力公司17家地市公司進行了推廣應用，取得了良好的效果。

圖5 電能計量裝置品級評價系統(tǒng)主界面示意

構建了標準化的電能計量裝置品級評價體系。按照國網(wǎng)公司品級評價建設的工作要求及評價標準，依托山東公司多年的實踐經(jīng)驗，全面梳理電能計量裝置品級評價指標體系，從電能計量裝置全壽命周期自身規(guī)律的角度，建立公司統(tǒng)一的電能計量裝置品級評價指標體系。

實現(xiàn)智能實時的電能計量裝置品質評價功能。通過省、地市、縣公司3級單位的應用，實現(xiàn)了全面、客觀、準確地評價省、市、縣公司電能計量裝置品級品質水平，實現(xiàn)電能計量裝置品級及時的智能評價。

5 結語

設計的電能計量裝置品級評價系統(tǒng)實現(xiàn)了電能計量裝置品級評價數(shù)據(jù)集中管理，實現(xiàn)電能計量裝置品級評價、分析與改善、再評價的閉環(huán)管理。對于電能計量裝置的運維、改造、輪換等實際工作，以及日后公司的投資導向有重要意義。

［1］丁濤，徐二強，劉忠，等.省級計量中心生產(chǎn)調度平臺的設計［J］.電氣應用，2012，31（9）：34-37，48.

［2］吳華，孫愷霞，婁云，等.基于MDS系統(tǒng)的電能計量資產(chǎn)全壽命周期管理流程及策略［J］.物流技術，2015，34（1）：254-257.

［3］賈海軍.一種基于OGG方式進行數(shù)據(jù)遷移的研究［J］.軟件，2015，36（5）：140-144.

［4］黃俐萍，王卉，杜衛(wèi)華.電能計量裝置運行評價方法研究［J］.華東電力，2014，42（11）：2 322-2 326.

［5］王志會.電能計量裝置改造項目綜合后評價模型及其應用研究［D］.重慶：重慶大學，2007.

Design and Realization of Grade Evaluation System for Electric Energy Metering Devices

WANG Zhaojun1，JIAO Zhen2，ZHANG Zhongyao1，LIU Lijun1，WANG Zhenhua1
（1.State Grid Shandong Electric Power Research Institute，Jinan 250003，China；2.State Grid Wucheng Power Supply Company，Dezhou 253300，China）

In order to evaluate the operational quality level of the electric energy metering devices，a set of grade evaluation system for energy metering devices is designed.Through the intelligent evaluation of the grade of electric energy metering devices，the system can realize the multi-dimensional analysis and continuous improvement of the energy metering devices grade.The system can also realize the quality prediction and warning of energy metering devices.The application shows that the system can realize the centralized management of the grade evaluation data of the electric energy metering device，and can evaluate the grade quality level of the electric energy metering device comprehensively，accurately and objectively.

electric energy metering devices；grade evaluation；index system

TM933

B

1007－9904（2017）12－0045－05

2017-06-28

王兆軍（1983），男，工程師，從事電能計量工作。