PI數(shù)據(jù)庫技術(shù)在變電運行報表中的應(yīng)用

張文軍，周起明

（衢州電力局，浙江 衢州 324000）

變電運行報表對電力企業(yè)掌握和分析電力設(shè)備狀況以及制定電網(wǎng)發(fā)展計劃起著不可或缺的作用。各級電力企業(yè)對運行報表都非常重視，對報表上報時間嚴(yán)格控制，要求基層班組必須在規(guī)定時間內(nèi)完成報表的正確上報。然而隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大和“監(jiān)控中心+操作站”運行值班模式的推進(jìn)，以前分散在各個集控站的報表填報工作都集中到了監(jiān)控中心，在人手緊缺的情況下，要在短時間內(nèi)完成所轄變電站大量數(shù)據(jù)的填寫上報并保證其正確性，對監(jiān)控中心是很大的挑戰(zhàn)。

衢州電網(wǎng)監(jiān)控中心在運行報表填報工作中引入了PI數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實現(xiàn)報表的自動生成，大大提高了工作效率，很好地解決了緊缺的人力資源與巨大的安全生產(chǎn)壓力之間的矛盾，取得了非常好的效果。本文將以PI數(shù)據(jù)庫技術(shù)在衢州電網(wǎng)監(jiān)控中心電壓報表中的應(yīng)用為例，介紹PI數(shù)據(jù)庫技術(shù)在運行報表中的具體應(yīng)用。

1 傳統(tǒng)報表填報方式的問題

傳統(tǒng)的電壓報表（格式見表1）填報方式有兩種，一種是人工抄錄，另一種是利用現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)報表功能，拷貝數(shù)據(jù)并整理填寫報表。由于數(shù)據(jù)量巨大，兩種方式都存在效率低下的問題，難以滿足報表上報的及時性和準(zhǔn)確性要求。采用第一種方式單人抄錄并填寫一條母線所有數(shù)據(jù)的時間約為20 min，衢州電網(wǎng)監(jiān)控中心目前下轄各等級變電站23座，有各種電壓等級的母線113條，共需時間2260 min，5人同時工作才能在1個工作日內(nèi)完成。采用第二種方式時，由于監(jiān)控系統(tǒng)的報表格式與要求格式差別較大，要經(jīng)過U盤拷貝數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)再填入報表的過程，平均完成一條母線所有數(shù)據(jù)填報大約需要12 min，總耗時約23 h。雖然第二種方式的效率高于第一種方式，但在填報過程中要用U盤接入監(jiān)控系統(tǒng)工作站主機拷貝數(shù)據(jù)，存在網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險。因此必須找到更科學(xué)、更高效的方法。

2 設(shè)計思路

分析電壓報表的填報內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，報表需采集的母線整點時間電壓值都保存在SCADA系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫中，“最大值”、“最小值”及“平均值”也可以通過分析計算SCADA歷史數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)得到，而超上限、超下限則利用Excel函數(shù)就可輕易完成。其他的信息如“填報人”、“填報時間”等可以利用Excel自帶的VBA編輯器編程實現(xiàn)。因而只需要找到一個合適的平臺，建立與SCADA系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫的連接，利用計算機技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的查找、填寫和簡單運算，就可實現(xiàn)報表的自動生成，大幅提高工作效率。

衢州電力局PI實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源自SCADA歷史數(shù)據(jù)庫，且PI系統(tǒng)具有豐富的客戶端工具，其中PI DataLink軟件可輕松實現(xiàn)Excel表格與PI數(shù)據(jù)庫的連接，利用這項功能結(jié)合電子表格本身的功能，就可以靈活地收集、分析和填報數(shù)據(jù)。基于以上分析，按照電壓報表格式建立一套Excel模板，利用PI DataLink的查詢函數(shù)從PI數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)并寫入Excel相應(yīng)單元格中，再利用VBA編輯器編程完成報表其他信息的填寫并建立新的Excel工作簿，將模板內(nèi)報表格式及數(shù)據(jù)復(fù)制到新的Excel報表中，形成不包含PI DataLink公式的最終電壓報表，流程如圖1所示。

3 實現(xiàn)過程

3.1 安裝PI DataLink軟件

圖1 系統(tǒng)流程圖

在Excel中以加載宏的形式加載PI DataLink插件后，就會在Excel中出現(xiàn)一個菜單，利用此菜單可方便調(diào)用PI DataLink內(nèi)的函數(shù)。

3.2 制作電壓報表模板

制作模板分幾個步驟，一是按電壓報表格式繪制表格，二是在需要顯示數(shù)據(jù)的單元格內(nèi)輸入PI查詢函數(shù)，三是利用Excel自身的函數(shù)或公式計算超上限、超下限率及合格率，最后利用VBA編寫程序完成報表中的“填報時間”等其他信息并形成最終電壓報表。具體步驟如下：

（1）按照電壓報表格式繪制Excel表格，每一個工作表（即Excel工作簿中的一個sheet表）對應(yīng)一條母線電壓報表，一個Excel工作簿中可包含多條母線電壓報表。

（2）在需要填報數(shù)據(jù)的報表單元格中輸入PI查詢函數(shù)，也可以采用VBA編程的方式，但PI DataLink提供了多種訪問PI數(shù)據(jù)庫的查詢函數(shù)，使用這些函數(shù)基本可以滿足數(shù)據(jù)信息的查詢要求。由于電壓報表涉及的數(shù)據(jù)運算求值都很簡單，應(yīng)用PI DataLink自帶的查詢函數(shù)比用VBA編程更加簡單，具體方法是：在要填報數(shù)據(jù)信息的單元格內(nèi)輸入等號，并在等號后輸入查詢函數(shù)的公式，如“=PIArcVal（數(shù)據(jù)點名，查詢時間，PI服務(wù)器名稱，取值方式）”。具體到電壓報表，“數(shù)據(jù)點名”即為該條母線在PI實時數(shù)據(jù)庫中的點號或編號，如崇文變電站35kVⅠ段母線在PI數(shù)據(jù)庫中的編號為“'QZ.E_02300004180020”。考慮到電壓報表每次上報的設(shè)備不變，利用Excel的絕對引用功能，將數(shù)據(jù)點名放在每個sheet表中的特定單元格內(nèi)，這樣只需改一個數(shù)據(jù)點名，表格其他部分保持不變就能得到另一條母線的電壓報表。另外，因電壓報表為每月填報一次，填報的數(shù)據(jù)都是每月1日至30或31日的整點電壓值及最大值，因此可以將時間信息如“2010-9-”放在特定單元格中，其他數(shù)據(jù)單元格進(jìn)行引用，則也只需改動一個單元格的時間就可以得到任意年月的電壓數(shù)據(jù)。如將數(shù)據(jù)點名“'QZ.E_02300004180020”放在sheet1的“$B$8”，年月數(shù)據(jù)“2010-9-”放在sheet1的“$R$6”，PI服務(wù)器名為 ddata，則存放崇文變電站35kVⅠ段母線2010年9月1日9點電壓值的單元格可輸入：“=PIArcVal（$B$8，$R$6&”1”&"09∶00"，0,"ddata","auto"）”。 其他最大值、最小值及平均值都可用PI-DataLink的PICalcVal（） 函 數(shù) 取 得 ，如 “=PICalcVal（$B$8,$R$6&”1”&"00∶00"，$R$6&A9&"23∶59"，"maximum"，1，0，"ddata"）”，表示 2010年 9月 1日00∶00-23∶59崇文變電站35kVⅠ段母線電壓最大值，最小值和平均值只需將參數(shù)maximum改成minimum和average即可。

表1 衢州地區(qū)變電站母線電壓監(jiān)測統(tǒng)計月報

（3）利用Excel自身函數(shù)或公式計算超上限、超下限率及合格率，超上限和超下限數(shù)據(jù)可利用Excel自帶if函數(shù)實現(xiàn)。為使報表填寫更靈活，可將電壓上、下限值填寫在特定單元格，當(dāng)限值改變時，只需更改單個單元格而不需更改其他單元格公式。具體操作方法可在超上限單元格輸入“=if（（上限值-最大值）＞0，0，（最大值-上限值）/上限值*100%）”，實際應(yīng)用時“上限值”為存放上限值的單元格，“最大值”為存放最大值的單元格。超下限、合格率的計算與此類似。

（4）自動填寫“填報時間”等其他信息，并形成最終電壓報表。利用VBA編輯器，在工作簿SelectionChange（）事件中編寫代碼，任意單元格發(fā)生變化后，即自動重算所有工作表并自動執(zhí)行VBA代碼。自動填寫完成報表其他信息的代碼后，還要編寫代碼來新建Excel工作簿，將模板內(nèi)所有報表格式及數(shù)值復(fù)制到新Excel工作簿并保存。這是因為如果報表接收者沒有安裝PI DataLink，雖然可以看到數(shù)據(jù)，但由于無法識別這些公式，就無法對報表進(jìn)行修改。新建的Excel工作表不包含公式，但格式數(shù)據(jù)齊全，報表接收者可以方便地對數(shù)據(jù)進(jìn)行查看和修改。

4 實際應(yīng)用效果及特點

最終的電壓報表格式與表1類似，實際使用時只需打開電壓報表模板，將時間單元格內(nèi)的年月改成目標(biāo)年月，即可取得所需月份的電壓報表。實際應(yīng)用后，完成衢州電網(wǎng)監(jiān)控中心所轄23座變電站的電壓報表只需5 min，相比傳統(tǒng)方法的23 h，工作效率大大提高。應(yīng)用PI數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行電壓填報具有以下特點：

（1）使用簡便，除點擊打開模板外全過程自動實現(xiàn)，不需人工干預(yù)，極易操作。

（2）所有的母線電壓報表可放在一個Excel工作簿模板內(nèi)，全部實現(xiàn)自動計算，便于管理，實用性強。

5 結(jié)語

PI數(shù)據(jù)庫以其強大的數(shù)據(jù)處理功能和豐富的接口功能，方便各層次用戶根據(jù)自身需求定制數(shù)據(jù)服務(wù)。除電壓報表外，衢州電網(wǎng)監(jiān)控中心的負(fù)荷實測報表、主變運行月報等運行報表都已采用PI數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)了自動填報。隨著PI ProcessBook等其他軟件工具在變電運行和電力調(diào)度部門的廣泛應(yīng)用，基于PI數(shù)據(jù)庫技術(shù)的二次開發(fā)在電力生產(chǎn)中將有更加廣闊的應(yīng)用前景。

[1][美]漢森.Excel 2003與VBA編程從入門到精通（中文版）[M].李兆斌譯.北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2]宋人杰，于健，范光偉.基于PI數(shù)據(jù)庫的電廠報表系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].東北電力學(xué)院學(xué)報，2005，24（4）∶47-50.