電能量實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控管理系統(tǒng)的應(yīng)用

1、 53ELECTRIC POWER IT2008年 第 6卷 第 4期ELECTRIC POWER IT解 決 方 案0引言近年來隨著電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)的日 益創(chuàng)新和市場(chǎng)拓展,為對(duì)電力購(gòu)售 環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一管理,實(shí)現(xiàn)客戶現(xiàn)場(chǎng) 電能量信息的集中采集和分析應(yīng) 用,新型的電能量實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控 系 統(tǒng) 建 設(shè) 應(yīng) 運(yùn) 而 生 。1系統(tǒng)需求分析(1用電信息的及時(shí)收集和掌 握 。 為 了 加 快 電 費(fèi) 結(jié) 算 周 期 , 分 析 和 預(yù)測(cè)電力市場(chǎng)的變化,需要及時(shí)有 效的集中收集客戶用電各類負(fù)荷電 量數(shù)據(jù),掌握用戶的用電高峰和低 谷及用戶的有功功率、 無功功率、 功 率因數(shù)、 電流、 電壓等用電參數(shù) ,同 時(shí)也可以

2、作為實(shí)施負(fù)荷控制的數(shù)據(jù) 參 考 。(2電 力 負(fù) 荷 的 集 中 監(jiān) 控 。 為 了 實(shí)現(xiàn)有序 用 電 管 理 , 保 障 電 網(wǎng) 供 需 平 衡 和 減 少 用 戶 停 電 損 失 , 需 要 實(shí) 施 客戶 側(cè) 用 電 負(fù) 荷 的 集 中 監(jiān) 控 管 理 。(3客 戶 用 電 信 息 服 務(wù) 和 需 求 側(cè) 管 理 服 務(wù) 。 為 了 實(shí) 現(xiàn) 優(yōu) 質(zhì) 服 務(wù) , 需 要 密切溝通供電企業(yè)與客戶間的信息 交流,通過對(duì)客戶用電現(xiàn)場(chǎng)信息的 采集和分析結(jié)果的共享服務(wù),供電 企業(yè)可指導(dǎo)和監(jiān)督客戶推行需求側(cè) 管理項(xiàng)目, 提高終端能源消費(fèi)效益。同時(shí),對(duì)電能計(jì)量設(shè)備工作狀況的 監(jiān)控,強(qiáng)化客戶側(cè)電能計(jì)量設(shè)備運(yùn)

3、 行監(jiān)控,對(duì)客戶用電現(xiàn)場(chǎng)所發(fā)生的 計(jì)量異?，F(xiàn)象要求能夠得到及時(shí)監(jiān) 控,發(fā)出相應(yīng)的告警提示和為事件 處 理 提 供 分 析 數(shù) 據(jù) 依 據(jù) 。(4配電線路線損管理的需要。 配電線路線損管理需要對(duì)配電線路 上客戶側(cè)電能消耗信息進(jìn)行同時(shí)數(shù) 據(jù)采集,既需要在同一時(shí)刻完成配 電線路上的專用配變客戶和公用配 變的電量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中收集,才能 分 析 得 到 真 實(shí) 的 線 路 損 耗 。電力生產(chǎn)流程和需求關(guān)系如圖 1所示。2系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)2.1系統(tǒng)構(gòu)架電能量采集及負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)的 運(yùn)行平臺(tái)采用“C/S” (即客戶/服 務(wù)器與 “B/S” (即瀏覽器/服務(wù)器 相結(jié)合的三層體系結(jié)構(gòu),為應(yīng)用系 統(tǒng)建立一個(gè)分布處理的

4、、操作方便 的 運(yùn) 行 環(huán) 境 。系 統(tǒng) 通 過 GPRS/CDMA 通 信 網(wǎng)絡(luò)、采用專線組網(wǎng)方式將負(fù)荷管 理終端、GPRS/CDMA 數(shù)據(jù)采集處 理中心、 前臺(tái)應(yīng)用工作站3個(gè)部分的 通信有機(jī)地連接起來,保證數(shù)據(jù)通 信的實(shí)時(shí)性。如圖2所示。采集終端將電表計(jì)量的數(shù)據(jù)通 過 GPRS/CDMA 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中 心,數(shù)據(jù)中心將電能計(jì)量數(shù)據(jù)通過 與電力公司中心機(jī)房的專線將數(shù)據(jù)電 能 量 實(shí) 時(shí) 采 集 和 監(jiān) 控 管 理 系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用侯應(yīng)龍(定西供電公司營(yíng)銷部,甘肅定西743000摘 要:從市場(chǎng)的發(fā)展和營(yíng)銷購(gòu)售環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一管理的需要出發(fā),綜述了地市公司 建設(shè)新型電能量實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控系統(tǒng)所涉及

5、的功能規(guī)范和實(shí)用化的進(jìn)程。該系統(tǒng)是 利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)(GPRS/CDMA公共通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、反竊 電、電費(fèi)催收、預(yù)購(gòu)電、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、用電負(fù)荷分析、W E B 信息發(fā)布、分析統(tǒng)計(jì) 以 及 與 其 他 系 統(tǒng) 的 接 口 等 一 系 列 功 能 , 以 提 高 營(yíng) 銷 管 理 與 服 務(wù) 水 平 。 關(guān) 鍵 詞 :電 能 量 實(shí) 時(shí) 采 集 與 監(jiān) 控 系 統(tǒng) ; 功 能 特 點(diǎn) ; 實(shí) 用 化 5 5ELECTRIC POWER IT2008年 第 6卷 第 4期ELECTRIC POWER IT解 決 方 案統(tǒng)的運(yùn)行效率。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng) 還具備數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)功能,以 降

6、低系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),減少因硬件 故障而造成的損失,所以一般采用 熱 備 份 的 方 式 。(2系 統(tǒng) 實(shí) 時(shí) 運(yùn) 行 監(jiān) 控 平 臺(tái) 。 系 統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái),主要完成主 站與采集終端的通信, 數(shù)據(jù)的采集、 負(fù)荷控制、設(shè)備管理及現(xiàn)場(chǎng)的事件 響 應(yīng) 處 理 。(3系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 應(yīng) 用 平 臺(tái) 。 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù)應(yīng)用平臺(tái)是以實(shí)現(xiàn)綜合應(yīng)用分析 為主的平臺(tái),在數(shù)據(jù)平臺(tái)上通過數(shù) 據(jù)的處理和挖掘,實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的網(wǎng)損 計(jì)算、 電能量管理、 用電監(jiān)查、 防竊 電、 營(yíng)銷決策技術(shù)支持, 營(yíng)銷自動(dòng)化 技術(shù)支持等應(yīng)用功能,同時(shí)將采集 的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)歸整并通過Web 頁 面或自動(dòng)生成報(bào)表進(jìn)行數(shù)據(jù)和相關(guān) 應(yīng)用的發(fā)布,并為

7、營(yíng)銷系統(tǒng)及生產(chǎn) 管 理 各 部 門 提 供 所 需 的 各 類 數(shù) 據(jù) 。2.3數(shù)據(jù)接口原理接口系統(tǒng)主要是共享電能量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以滿足其他應(yīng)用系統(tǒng)的需 求, 如營(yíng)銷系統(tǒng)抄表算費(fèi), 由于接口 系統(tǒng)涉及到的是不同的應(yīng)用系統(tǒng), 所以接口的開發(fā)必須對(duì)要業(yè)務(wù)非常 熟悉,并且接口程序向現(xiàn)有或遺留 的軟件應(yīng)用程序提供服務(wù),而無需 改變?cè)瓉淼膽?yīng)用程序,從而使這些 應(yīng)用程序完全可以運(yùn)行在這種服務(wù) 環(huán)境下接口開發(fā)必須有參與系統(tǒng)互 連的系統(tǒng)開發(fā)人員約定相應(yīng)的數(shù)據(jù) 字典, 數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)或方法、 參數(shù)、 量 綱及返回結(jié)果。系統(tǒng)根據(jù)約定的數(shù) 據(jù)發(fā)送方法,數(shù)據(jù)格式及返回信息 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,正如數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約 一樣,按照約定的格式

8、進(jìn)行數(shù)據(jù)處 理,當(dāng)某個(gè)或多個(gè)服務(wù)在設(shè)計(jì)或?qū)?現(xiàn)中發(fā)生改變時(shí),服務(wù)應(yīng)用程序之 間的交互不會(huì)因此而中斷,而且采 用的接口編寫語言要具有對(duì)可以讓 任何平臺(tái)上的用任何語言編寫的服 務(wù)進(jìn)行交互并交將將應(yīng)用程序功能 概念化成任務(wù),從而形成面向任務(wù) 的開發(fā)和工作流,并且使現(xiàn)有的應(yīng)用程序能適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)條件 和 客 戶 需 求 。2.4主站硬件及軟件的配置數(shù)據(jù)庫配置:硬件配置采用 IBMX3950服務(wù)器,主要配置為:CPU:IntelXeon3.6G ×8;內(nèi) 存:8G;硬盤:SCSI73G ×6;磁 盤陣列:IBMDS4300RAID1+0; 網(wǎng)絡(luò) :Gigabit以太網(wǎng)卡。軟件配置

9、 :操作系統(tǒng) :Windows 2003或UNIX ; 數(shù)據(jù)庫軟件 :Oracle 9i; Web 系統(tǒng):Weblogic9.2。3系統(tǒng)具有的功能3.1數(shù)據(jù)采集功能數(shù)據(jù)采集功能是電能量采集及 監(jiān)控系統(tǒng)最重要的功能,也是其他 高級(jí)應(yīng)用分析功能的基礎(chǔ),所需要采 集 的 數(shù) 據(jù) 主 要 有 :(1負(fù) 荷 數(shù) 據(jù) 。 定 時(shí) 自 動(dòng) 或 隨 機(jī)采集和處理終端保存的電能表總有 功、 無功功率等數(shù)據(jù), 生成日、 月負(fù) 荷等所需信息,此類數(shù)據(jù)主要為負(fù) 荷分析, 平衡供需關(guān)系, 保證電力供 應(yīng)、 保障重點(diǎn)企業(yè)用電、 居民生活用 電, 提供技術(shù)參數(shù)依據(jù)。(2電 能 表 數(shù) 據(jù) 。 系 統(tǒng) 采 集 回 來 的電能

10、量數(shù)據(jù)可以作為電費(fèi)結(jié)算的 依 據(jù) 。 通 過 集 中 自 動(dòng) 采 集 , 使 得 電 力 企業(yè)能準(zhǔn)確有效的統(tǒng)計(jì)計(jì)算電能量 及電費(fèi), 及時(shí)收取電費(fèi)。 另外, 通過 對(duì)電能量的準(zhǔn)時(shí)自動(dòng)抄收能有效地 掌握供、 配電網(wǎng)的運(yùn)行情況, 生成總 加 有 功 、 無 功 電 能 量 曲 線 。 同 時(shí) 可 及 時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況, 迅速加以解決, 提 高配網(wǎng)運(yùn)行水平、 降低線損。 (3電能質(zhì)量數(shù)據(jù)及工況數(shù)據(jù)。 定時(shí)自動(dòng)或隨機(jī)采集各電能監(jiān)測(cè)點(diǎn) 的電壓、功率因數(shù)、諧波成份等數(shù) 據(jù), 以便對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 出現(xiàn)問題及時(shí)采集相應(yīng)必要措施, 保證電能質(zhì)量水平。隨時(shí)采集開關(guān) 狀態(tài)、 電能表運(yùn)行工況, 及時(shí)掌握各終端運(yùn)

11、行情況、及時(shí)了解用戶用電 情況、 電能表運(yùn)行狀況, 發(fā)現(xiàn)故障及 時(shí)處理、保證負(fù)荷管理系統(tǒng)正常有 效的運(yùn)行。3.2控制功能控制功能是電能量實(shí)時(shí)采集與 監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能,它通過遠(yuǎn)方 遙控和多種當(dāng)?shù)亻]環(huán)控制功能 ,有 效控制用戶用電負(fù)荷,從而達(dá)到平 衡供需矛盾,充分發(fā)揮現(xiàn)有電能的 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。(1電能量定值閉環(huán)控制。主站 可根據(jù)系統(tǒng)要求,向終端預(yù)設(shè)月電 量定值、 用戶購(gòu)電量定值、 催費(fèi)電量 定值,以實(shí)現(xiàn)用電營(yíng)銷系統(tǒng)中預(yù)購(gòu) 電業(yè)務(wù)及向用戶催費(fèi)業(yè)務(wù)等功能。 (2遠(yuǎn)程遙控控制。遠(yuǎn)程遙控可 分為:緊急限電、 計(jì)劃限電2種。 3.3應(yīng)用分析功能(1基本數(shù)據(jù)查詢?；緮?shù)據(jù)查 詢提供一次數(shù)據(jù)和二次數(shù)據(jù)的查

12、詢, 主要有原始表碼查詢, 即現(xiàn)場(chǎng)電 表示數(shù)的數(shù)據(jù)查詢,包括表碼、電 壓、 電流, 功率等;采集上來的表碼數(shù) 據(jù)通過計(jì)算, 換算成一次數(shù)側(cè)數(shù)據(jù), 使得管理部門對(duì)用戶的基本用電情 況有明確的了解, 同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)提供 完整的自動(dòng)報(bào)表, 由系統(tǒng)按照需求 定期生成報(bào)表 , 提供給各生產(chǎn)部門 。 (2負(fù)荷分析。按行業(yè)、 線路、 管 理機(jī)構(gòu)和用戶等顯示某個(gè)時(shí)間段的 負(fù)荷曲線,并且可以對(duì)比顯示相同 時(shí)間段的負(fù)荷曲線,用于比較負(fù)荷 變化,統(tǒng)計(jì)出日、月、年等負(fù)荷數(shù) 據(jù),根據(jù)負(fù)荷曲線和統(tǒng)計(jì)分析結(jié) 果,靈活制定用戶的負(fù)荷控制策 略,實(shí)現(xiàn)有序用電管理 、削峰平谷,保障電網(wǎng)供需平衡,提高用電管理水平 。(3電量分析。通過

13、電量分析, 可以查詢每日, 每月的電量情況, 并且進(jìn)行同期電量數(shù)據(jù)對(duì)比,從而及時(shí)分析出用電異常用戶,可作為防竊電分析的有效手段;比如,與歷史同期(日、 周、 月 相比, 電量相差過大;功率不為零, 電量為零;總電量與峰平谷之和相差過大;計(jì)量回路與監(jiān)測(cè)回路的電量相差過大等異常。(4電能質(zhì)量分析。根據(jù)采集回的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)(電壓合格率和停電平均時(shí)間, 每日電壓曲線、 功率因數(shù)等 , 實(shí)現(xiàn)日、 月、 季、 年等時(shí)間段對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析、功率因數(shù)統(tǒng)計(jì)分析、 電壓合格率統(tǒng)計(jì)分析、供電可靠性統(tǒng)計(jì)分析等,實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)控的管理。3.4數(shù)據(jù)共享功能通過數(shù)據(jù)接口或中間庫方式與電力營(yíng)銷管理信息系統(tǒng)、電力客服

14、服務(wù)系統(tǒng)以及電力生產(chǎn)管理部門實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)共享,做到各系統(tǒng)間的無縫連接,保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性及正確性,擴(kuò)大整個(gè)系統(tǒng)的使用范圍及功能。如圖4所示。4系統(tǒng)的功能特點(diǎn)系 統(tǒng) 的 功 能 特 點(diǎn) 概 括 起 來有:(1 可靠性與穩(wěn)定性相結(jié)合 ;(2 準(zhǔn)確性與完整性相結(jié)合 ; (3 開放性與安全性相結(jié)合 ; (4 實(shí)用性與擴(kuò)展性相結(jié)合; (5 先進(jìn)性與成熟性相結(jié)合 ; (6一庫兩平臺(tái)。在上述總體原則的指導(dǎo)下,系 統(tǒng)的建設(shè)在主站方面主要是做好 “一 庫兩平臺(tái)” 的建設(shè), 具體為 :一庫 :數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)管理的數(shù)據(jù)庫, 前期可以以大 型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(RMDB 為主, 隨著應(yīng) 用的發(fā)展可以逐步擴(kuò)展、 過渡為數(shù)據(jù) 倉庫(DataWarehouse為主, 以利于 在營(yíng)銷現(xiàn)代化工作中開展多維分析 (OLAP、 商務(wù)智能(BI 方面的應(yīng)用 ; 兩平臺(tái) :指實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信采集和 監(jiān)控為主的通信采集平臺(tái)和實(shí)現(xiàn)綜 合應(yīng)用分析為主的應(yīng)用分析平臺(tái)。 5結(jié)語電力負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)作為省、市、 縣區(qū)電力企業(yè)電力 電量管理的較佳技 術(shù)管理手段之一,其方法越來越體 現(xiàn)出它的優(yōu)越性和先進(jìn)性, 如何應(yīng)用 和完善發(fā)展該系統(tǒng), 將是今后努力工 作的方向。未來的電力市場(chǎng)和需求管 理要求必須建立一個(gè)投資少、 功能強(qiáng)、 易擴(kuò)充, 準(zhǔn)確性、 可靠性高, 運(yùn)行費(fèi) 用低, 便