电能量实时采集和监控管理系统的应用.pdf

露明墓辰 匿 百西 j 曩 电能量实时采集和监控 管理系统的应用 侯应龙(定西供电公司营销部，甘肃 定西 7 4 3 0 0 0)摘 要：从市场的发展和 营销购售环 节进行统一 管理的需要 出发，综述了地市 公司 建设新型 电能量实时采 集与监控 系统所涉及 的功能规范 和实用化的进 程。该系统 是 利用现代网络技术和通信技术(G PR s c0 MA 公共通信网络)，实现远程抄表、反窃 电，电费催收、预购电 电能质量监测、用电负荷分析 WEB i g 息发布、分析统计 以及与其他系统的接 口等一系 列功 髓，以提高营销管理与服 务水 平。关键词：电能量实时采集与监控 系统；功能特点；实用化 0 引言 近 年 来 随着 电力 营 销 业务 的 E l 益 创 新 和 市 场 拓 展，为 对 电力 购 售 环 节 进 行 统 一 管 理，实 现 客 户 现 场 电 能 量 信 息 的 集 中 采 集 和 分 析 应 用，新 型 的 电能 量 实 时 采集 与 监控 系 统建 设 应运 而 生。1系统需求分析(I)用 电 信 息 的 及 时 收 集 和 掌 握。为 了加 快 电费 结算 周 期，分 析 和 预 测 电力 市 场 的变 化，需要 及 时 有 效 的集 中 收集 客 户 用 电各 类 负 荷 电 量 数 据，掌 握 用 户 的用 电高 峰 和 低 谷 及用 户 的 有功 功 率、无功 功 率、功 率 因数、电流、电压 等 用 电参 数，同 时 也 可 以作 为 实 施 负 荷 控 制 的数 据 参 考。(2)电力 负 荷 的集 中 监控。为 了 实现 有 序用 电管理，保 障 电网供 需平 衡 和 减少用 户停 电损 失，需 要 实施 客 户侧 用 电负荷 的集 中监控 管 理。(3)客 户 用 电信 息 服 务 和需 求侧 管 理 服务。为 了实 现 优质 服 务，需要 密切 沟 通供 电企 业 与 客 户 间 的信 息 交 流，通 过 对 客 户 用 电现 场 信 息 的 采 集 和 分 析 结 果 的 共 享 服 务，供 电 企 业 可 指 导 和 监督 客 户 推 行 需 求 侧 管 理项 目，提高 终 端 能源 消 费效 益。同时，对 电能 计量 设 备 工 作 状 况 的 监 控，强 化 客 户 侧 电 能 计量 设 备运 行 监 控，对 客 户 用 电 现场 所 发 生 的 计量 异 常 现 象 要 求 能 够 得 到 及 时监 控，发 出 相 应 的 告 警 提 示 和 为 事 件 处 理 提供 分 析 数据 依 据。(4)配 电 线 路 线 损 管 理 的 需 要。配 电线 路 线 损 管 理 需 要对 配 电线 路 上 客 户 侧 电能 消耗 信 息 进行 同时 数 据 采 集，既需 要 在 同 一 时 刻 完 成 配 电线 路 上 的 专 用 配 变 客 户和 公 用 配 变 的 电量 数 据 进 行 集 中 收集，才 能 分析 得 到 真 实 的线 路 损耗。电力 生 产 流程 和 需 求 关 系 如 图 1所 示。2 系统结构 2 1 系统 构架 电能 量 采 集 及 负荷 监 控 系统 的 运 行 平 台采 用“C S”(即客 户 服 务器)与“B S”(即浏 览 器 服 务 器)相 结 合 的 三 层 体 系 结 构，为 应 用 系 统 建 立 一 个 分 布 处 理 的、操 作 方 便 的运 行环 境。系 统 通 过 GP RS CDMA通 信 网络、采用 专 线组 网 方 式将 负荷 管 理 终端、G PRS CDMA数据 采 集处 理 中心、前 台 应 用工 作 站 3 个 部分 的 通 信 有 机地 连 接 起 来，保 证 数 据 通 信 的实 时 性。如 图 2 所 示。采 集 终 端 将 电表 计 量 的 数 据 通 过 GP RS C DMA网络 传输 到 数据 中 心，数据 中 心 将 电能 计 量 数 据 通 过 与 电力 公 司 中 心机 房 的 专 线 将 数 据 2 0 0 8年 第 6卷 第 4期 ELECTRl C POW ER l T 维普资讯 http:/ l l a 上网电量结算和内部考核 与发电厂结算、网闻结算以及与 地区电力公司结算 全网供入供出分析、地方电厂 结算、线损分析、异常监测 抄表收费、有序用电、线损分析、电表运行监测、防窃电 分析、经济 居民自动抄表、防窃电、台区线损 图1 电力生产流程与应用需求关 系 传 输 到 主 站 系统，主 站 系统 对 接 收 到 的 报文 经 过分 析 处 理 后存 储，再 由数据 处 理 程 序对 采集 的表 码数 据 进行 处理；同时，主 站下 发 的参 数和控 制 信 号也通 过 专 线通 道 到达 终 端，由 终端 进 行 拉 闸、全 闸等操 作。如 图 3所示。2 2主站系统平台 主 站 系 统 平 台主 要 由数据 存 储 管 理系 统，系 统 实 时 运行 监 控 平 台和 系统 数 据应 用 管理 平 台构成。(1)数据 存 储 管理 系 统。数 据 库是 电能量 采集 系 统 的 核心 单 元，它 具 有 完成 实 时 数据 处 理、存 储 历 史 数 据、计 算、数据 共 享及 交 换 等 功能，其 可靠 性 和数 据 处 理 能力 要 求 非 常 高，所 以硬 件 平 台采 用 双 机 或 多 机 集群 系 统，当 其 中的 1 台数 据 库服 务 器 出 现 问题 时，系 统会 很 快切 换 到 其 他数 据 库服 务 器，继 续进行 采集 数 据 的 处 理 及 存 储，同时 软 件 平 台则 要 采 用 大 型 数据 库，以满 足实 时数 据 处理 及存 储，并且 具备 非 常 高 的 可靠 性、可伸 缩 性 和可 用 性，从而 提 高 整个 系 应用工作站 I-一 墨 一 I I。前 IBM X3；6 50 前孽IB M X 3 650 l 黼 端 嘲 妊 馘 如 蹬 麟 黼 蝴 嘲 黼鞠嘲 醴麟蝻蝌蝴勰 I 戡 鏊 一 蕊 防火墙 k 自 接口服务器 ，_捌 一 2 0 0 8 年第 6卷第 4期 ELECTRI C POW ER IT 多功能电子表 图2 电能量采集及 监控 管理系统 一 一 一 一 一 5一 船一 睁卜 _ _ 螂 一-一 一 _L娜 一 一 受 一 广 螂 l I 维普资讯 http:/ 发布数据 应用数据 笛 介 口 接口应用数据 手工 录入数据 一 工作数据 原始 数据-关口采集 配变监测采集 大窖户采集 小水火电 低压集抄采集 档案数据 。l l 接 口档 案数据 档案数据录入 图3 系统数据处理流程 统 的 运 行 效 率。数 据 存 储 管 理 系 统 还 具 备 数 据 的 备 份 与 恢 复 功 能，以 降 低 系 统 的 运 行 风 险，减 少 因硬 件 故 障 而 造 成 的 损 失，所 以一 般 采 用 热备 份 的方 式。(2)系 统 实 时 运 行监 控 平 台。系 统 实 时运 行 监控 平 台，主 要 完 成 主 站 与 采集 终 端 的通 信，数 据 的 采集、负荷 控 制、设 备 管 理 及 现 场 的 事 件 响应 处理。(3)系 统 数据 应用 平 台。系 统 数 据 应 用 平 台是 以实 现综 合 应 用 分 析 为 主 的平 台，在 数 据 平 台上 通 过 数 据 的 处 理 和 挖 掘，实 现 全 网 的 网 损 计 算、电能量 管理、用 电监 查、防 窃 电、营 销 决 策 技术 支 持，营 销 自动 化 技 术 支 持 等 应 用 功 能，同 时将 采集 的 数据 进 行数 据 归 整 并通 过 We b页 面 或 自动 生 成 报 表 进 行 数 据 和 相 关 应 用 的 发 布，并 为 营 销 系 统 及 生 产 管理 各 部 门提 供 所需 的各类 数 据。2 3数据接口原理 接 口系 统 主 要 是 共 享 电 能量 系 统 的 数 据 以 满足 其 他 应 用 系 统 的 需 求，如 营 销 系 统 抄表 算 费，由于 接 口 系 统 涉 及 到 的 是 不 同 的 应 用 系 统，所 以接 口 的开 发 必 须对 要 业 务 非 常 熟 悉，并 且 接 口程 序 向 现有 或 遗 留 的 软 件 应 用 程 序 提 供 服 务，而 无 需 改 变 原 来 的 应 用 程 序，从 而使 这 些 应 用 程 序 完 全 可 以运 行 在 这 种服 务 环 境 下 接 口开 发 必 须 有 参 与 系 统 互 连 的 系 统 开 发 人 员 约 定 相 应 的数 据 字 典，数 据表 结 构 或 方法、参 数、量 纲 及 返 回 结 果。系 统 根 据 约定 的 数 据 发送 方 法，数 据 格 式 及 返 回信 息 进 行 数 据 处 理，正 如 数 据 传 输 规 约 一样，按 照 约 定 的 格 式 进 行 数 据 处 理，当某 个 或 多 个 服 务 在 设 计 或 实 现 中发 生 改 变 时，服 务 应 用 程 序 之 间 的交 互 不 会 因 此 而 中断，而 且 采 用 的接 口编 写语 言 要 具 有 对 可 以让 任 何 平 台上 的 用 任 何 语 言 编 写 的 服 务 进 行 交 互 并 交 将 将 应 用 程 序 功 能 概 念 化 成 任 务，从 而 形 成 面 向任 务 的 开 发 和 工 作 流，并 且 使 现 有 的 应 星 堕 星垂 电 力 信 息 安 垒 专 家 用程 序 能 适 应 不 断 变 化 的业 务 条 件 和 客 户 需 求。2 4主站硬件及软件的配置 数 据 库 配 置：硬 件 配 置 采 用 I B M X3 9 5 0 服 务 器，主要 配 置 为：C PU：I n t e l Xe o n 3 6 G 8；内 存：8 G；硬 盘：SC S I 7 3 G 6；磁 盘 阵列：I B M DS 4 3 0 0 RAI D l+Q 网络：Gi g a b i t以太 网卡。软件 配置：操 作系 统：Wi n d o ws 2 0 0 3 或 UNI X；数 据 库软 件：Or a c l e 9 i；W e b系 统：We b l o g i c 9 2。3系统具有的功能 3 1数据采集功能 数 据 采 集 功 能 是 电能 量 采集 及 监 控 系 统 最 重 要 的 功 能，也 是 其 他 高 级 应 用 分 析 功 能 的基 础，所 需 要 采 集 的数 据 主要 有：(1)负荷 数 据。定 时 自动 或 随机 采 集 和 处 理 终 端 保 存 的 电 能表 总 有 功、无 功 功率 等数 据，生成 日、月 负 荷 等 所 需 信 息，此 类 数 据 主 要 为 负 荷 分 析，平衡 供 需 关 系，保 证 电力 供 应、保 障 重 点企 业 用 电、居 民生 活用 电，提供 技术 参 数依 据。(2)电能 表 数 据。系统 采集 回来 的 电 能量 数 据 可 以 作 为 电费 结 算 的 依 据。通 过 集 中 自动 采集，使得 电力 企 业 能准 确 有 效 的 统 计 计 算 电能 量 及 电费，及 时收 取 电费。另 外，通 过 对 电 能量 的 准 时 自动 抄 收 能有 效 地 掌 握供、配 电 网的 运行 情 况，生 成 总 加 有功、无 功 电 能量 曲 线。同 时可 及 时 发 现异 常 情 况，迅 速 加 以解 决，提 高 配 网运 行水 平、降低 线 损。(3)电能 质 量 数 据 及 工 况 数 据。定 时 自动 或 随机 采集 各 电 能监 测 点 的 电压、功 率 因数、谐 波成 份 等数 据，以便对 电能 质量 进 行 统计 分析。出 现 问 题 及 时 采 集 相 应 必 要 措 施，保 证 电能 质 量 水 平。随 时 采集 开 关 状 态、电能 表 运行 工 况，及 时掌 握各 2 0 0 8年 第 6卷 第 4期 ELECTRI C POW ER IT 维普资讯 http:/ j露明墓霖 。|j 万；曩 a 终 端 运 行情 况、及 时 了解 用户 用 电 情 况、电能表 运 行状 况，发现 故 障 及 时 处 理、保 证 负荷 管理 系统 正 常有 效 的运 行。3 2控制功能 控 制功 能 是 电 能量 实 时 采 集 与 监控 系统 的基 本功 能，它 通过 远 方 遥 控 和 多 种 当地 闭 环 控 制 功 能，有 效 控 制 用 户 用 电负荷，从 而 达 到 平 衡 供 需 矛 盾，充 分 发 挥 现 有 电能 的 经济 和社 会 效 益。(1)电能量 定值 闭环 控 制。主 站 可 根 据 系统 要 求，向 终 端 预 设 月 电 量 定值、用户 购 电量 定 值、催 费 电量 定值，以 实 现 用 电 营销 系 统 中预 购 电业 务 及 向用 户 催费 业 务等 功 能。(2)远 程 遥 控控 制。远 程 遥控 可 分为：紧急 限电、计 划 限 电 2种。3 3应用分析功能(1)基 本 数 据查 询。基 本 数据 查 询 提 供 一 次 数 据 和 二 次 数 据 的 查 询，主 要有 原 始表 码 查询，即现 场 电 表 示 数 的数 据 查 询，包 括 表 码、电 压、电流，功率 等；采集 上来 的表码 数据 通 过 计 算，换 算成 一 次数 侧 数 据，使 得管 理 部 门对用 户 的基 本 用 电 情 况 有 明确 的 了解，同 时系统 应 提供 完整 的 自动 报表，由系统 按 照需 求 定 期生 成报 表，提 供给 各 生产 部 门。(2)负荷 分 析。按 行 业、线 路、管 理 机 构和 用 户 等 显 示 某 个 时 间段 的 负荷 曲 线，并 且可 以对 比 显示 相 同 时 间段 的 负荷 曲线，用 于 比 较负 荷 变 化，统 计 出 日、月、年 等负 荷 数据，根 据 负荷 曲 线和 统 计分 析 结 果，灵 活 制 定 用 户 的 负 荷 控 制 策 略，实 现 有 序用 电管理、削 峰 平谷，保 障 电 网 供 需平衡，提 高 用 电管 理水 平。(3)电量 分析。通 过 电量 分析，可 以查 询 每 日，每 月 的 电量 情 况，并且 进 行 同 期 电量 数 据 对 比，从 而 及 时 分 析 出用 电 异 常 用 户，可 作 为 防窃 电分 析 的 有 效 手 段；比如，与 历 史 同 期(日、周、月)相 比，电量 相差 过 大；功率 不 为零，电量 为 零；总 电量 与 峰 平谷 之 和 相 差 过 大；计 量 回路 与 监测 回路 的 电量相 差 过 大等 异常。(4)电能 质 量 分 析。根 据 采集 回 的 电 能质 量 数据(电压 合 格 率 和停 电 平 均 时间，每 日电压 曲线、功率 因数 等)，实 现 日、月、季、年 等 时 间段 对 原 始 数 据 进 行 统 计 和 分 析、功 率 因 数统 计分 析、电压 合 格率 统 计 分析、供 电 可 靠 性 统 计 分 析 等，实 现 对 电 能 质量 监控 的管理。3 4数据共享功能 通 过 数据 接 口或 中间 库 方 式 与 电 力 营销 管 理 信 息 系 统、电力 客 服 服 务 系 统 以 及 电 力 生 产 管 理 部 门实 现 信 息 数 据 共 享，做 到 各 系统 间 的 无 缝 连接，保 证 数 据 的 实 时 性 及 正 确 性，扩 大 整 个 系 统 的 使 用 范 围及 功 能。如 图 4所 示。4 系统 的功能特 点 系统 的功 能特 点概括 起来 有：(1)可靠性 与稳 定性相 结 合；(2)准确性 与 完 整性 相结 合；(3)开 放 性与 安全性 相 结合；(4)实用性 与扩展性相结合；(5)先 进 性与成熟性相结合；(6)一库两 平 台。统一系统接口平台 2 0 0 8 年第 6卷第 4期 ELECTRl C POW ER l T 图4 数据 接口平 台 在 上 述 总体 原 则 的 指 导 下，系 统 的 建 设 在 主 站 方 面 主 要 是 做 好“一库 两 平 台”的建 设，具 体为：一 库：数 据存 储 管 理 的数 据 库，前 期可 以 以 大 型 关 系 数 据 库(RMDB)为 主，随 着应 用 的 发展 可 以逐 步扩 展、过 渡 为 数 据 仓 库(Da t a W a r e ho u s e)为 主，以 利 于在 营 销 现 代 化 工 作 中 开 展 多 维 分 析(OL AP)、商 务 智 能(BI)方 面 的 应用；两 平 台：指实 现 远 程 数据 通 信 采集 和 监控 为 主 的 通信 采集 平 台 和 实 现 综 合 应 用 分析 为 主 的应 用 分析 平 台。5结语 电力 负荷 监 控 系统作 为 省、市、县 区 电力 企 业 电力 电量 管 理 的 较 佳 技 术 管理 手 段 之 一，其 方 法 越 来 越 体 现 出它 的 优 越 性 和 先 进 性，如何 应 用 和 完 善 发 展 该 系 统，将 是 今 后 努 力 工 作 的 方 向。未 来 的 电力 市 场 和 需 求管 理 要 求 必 须 建 立 一个 投 资 少、功 能强、易 扩 充，准确 性、可 靠 性 高，运 行 费用 低，便 于 更新 维 护 管 理 的 电 力 负荷 监 控 系 统。随 着 信 息 技 术 发展 和 通 信 技 术 的 成 熟，利 用 通 信 技 术，如 公 共 无 线 通 信 等，实 现 电 力 采 集 及 负 荷 监 控 将 是 未 来 电 网 运 营 管 理 的 必 不 可 少 的 手 段。责任编辑 张子龙 收稿 日期：2 0 0 8-0 1-1 7 侯 应 龙(1 9 7 一)，男，甘肃 秦 安人，高级 工程 师，从 事 营 销 技 术 信 息化 工作。更 正由于编 辑失误，将 电力信息 化第3 期文章 电网企 业运维服务体 系 思考)(3 0 页)第 4作者潘春 晖的名字 误写为“潘春”，特此更 正，并对作者 潘春 晖 深 表 歉 意。维普资讯 http:/