基于海迅數據庫的線路運行監視系統的設計

高永　王想　徐朋

摘 要：在電網中，為提高調度技術裝備水平，提升駕馭大電網能力，加強對各地廠站用電情況的監測，需要對各地用電進行一定的監控分析，對于scada系統采集的通過實時變化采樣，記錄電網中運行變化的情況，通過監控分析相關廠站的電流、有功、無功等實時信息來達到告警的目的。有效的利用海量時序數據，協調各部門的工作，更好的提高電力管理水平。

關鍵詞：線路運行監視；海迅實時數據庫； 智能電網調度技術支持系統；高精度采樣；數據統計分析

目前，在SCADA/EMS系統中，對于地區的廠站線路上的電流，有功，無功只能實現相關的單級別的告警功能，功能較為單一，這在大量的線路設備運行監視中收效甚微，降低了監視效率，增加監控人員勞動強度。而調度員或其他業務部門，為了做好對電網的運行監視工作，經常需要制定特定的監視畫面、設定各種告警信息，特別是電網特殊運行方式及重要社會活動的保供電過程中，設備的線路

前些年，為實現對復雜電網運行狀態的全面監視和分析，進行電網安全、經濟和規劃統計、校核和研究紛紛開發了綜合數據平臺、數據倉庫等對電網數據進行整合統計和分析，但由于電網數據量大、存儲速度慢等原因，數據平臺沒有得到廣泛的實際應用[1]。

由于系統功能側重運行控制，統計及綜合查詢功能較弱，越來越難以滿足各部門用戶的應用要求。現行系統存在如下一些問題：一是傳統的周期性歷史數據保存方式不能滿足電網精細化的分析應用的要求；二是及時性很難滿足要求，而各部門對數據的及時性要求越來越高[2]；三是定制開發的模式耗費大量人力，往往各部門一個很小需求變化可能導致很大的開發工作量。

1 研究內容

1.1 實時數據庫與SCADA/EMS系統的集成

對實時數據庫技術進行深入研究，同時對SCADA/EMS系統進行深入的研究分析，在現有系統的基礎上實現對實時數據庫的集成，在平臺層對實時數據庫查詢、存儲和管理進行封裝，提供統一的接口，為線路運行監視平臺實時獲取數據提供服務。對系統的改造升級的內容包括對其系統數據庫環境的改造，系統配置環境的改造，虛擬訪問的改造以及SCADA的實現。

由于實時采集的數據需存放入實時數據庫，因此對SCADA系統處理流程進行了適當的改造，使其適應實時數據庫數據存儲方式，SCADA系統主要處理流程如下：

⑴實時數據經過SCADA系統服務器上的實時數據處理模塊處理完后寫入SCADA系統服務器上的本地實時庫，同時，通過平臺接口把這些數據同步寫入實時數據庫供后續所用；

⑵客戶端通過CORBA中間件訪問SCADA系統服務器上的實時庫獲取數據用于圖形界面的實時顯示。

基于實時數據庫存儲方式的SCADA系統數據流如下圖所示。

由于EMS歷史反演、曲線、報表等需從實時數據庫獲得實時采樣數據（區別于傳統的歷史采樣），因此要求實時數據庫中存儲的實時數據是全面的、完整的。實時數據主要包括三類來源：

⑴實時采集的數據；

⑵人工置數由用戶通過界面操作產生的數據；

⑶計算數據。

SCADA把上述的三類實時數據存入實時數據庫，在每次寫本地內存庫的同時把這些數據通過接口存入實時數據庫，確保實時數據庫中數據的全面和完整。

1.2 VSTO技術和HS-DATALINK

⑴Visual Studio Tools for Office（VSTO）是新一代的Office編程技術，它使IT專業人員在Microsoft Office System平臺上建立強大的智能客戶端解決方案。VSTO是一個專業的開發環境，獨立的專業開發人員可以使用它創建基于Microsoft Office System的業務應用。通過VSTO技術，使得開發人員能夠更容易的使用托管控件來擴展Office解決方案，并為開發人員帶來了更加直觀的設計、開發和調試體驗。在HS-DataLink開發中，使用VSTO技術封裝HS-API開發Excel自動化插件，通過自動化插件使得用戶可以像使用Excel內置公式一樣在Excel中快速定制查看分析實時數據庫中的歷史數據。結合EXCEL對實時信息進行排序、篩選及分類匯總等功能，并可設置多個級別的告警提示，彌補監控SCADA的不足

⑵使用了海迅實時報表，傳統的報表工具在報表定制以及使用方面存在不夠靈活的缺點，不同與此的是，海迅實時報表工具HS-DataLink是基于海迅實時數據庫接口開發的電子表格Excel插件，是在原有Excel功能基礎上擴展的Excel高級功能。HS-DataLink是在調研市場上同種類型產品和充分調研用戶需求的基礎上研發的在收集、分析和報告海迅實時數據庫數據方面功能強大且易用的工具。該工具最大的特點是實現了訂閱信息即可實時展示，無需經過報表生成這一過程，極大的提高了用戶使用的易用性。2.實現自主定制監視畫面及告警設定，操作簡單，具備靈活性，使監控人員在一定程度上擺脫了對自動化主站維護員的依賴。提供默認、按電壓等級以及按變電站分類監控線路方案，用戶可以選取近期特別關心的線路進行保存并默認展示，而不需要每次都去定制；同時在其他場合需要監視另外的線路時，也能夠根據分類快速的找到相對應的線路信息，靈活的配置監視方案。

將線路的實時數據、基本資料整合分析，使監視人員能第一時間掌握線路信息。這樣就可以將一些重點廠站，重點線路在進行檢修、升級、完善功能等進行專門化的監控。

1.3 線路運行的實時監控

基于實時數據庫的數據統計查詢，將能夠達到秒級的監控，使用可視化的工具，同步實時上傳的數據，便于實時監控線路負荷越限等。

1.3.1 默認線路的監視

在每天方案線路表中，將蘇州市區的線路名稱，按照周一到周日寫入表格中，當點擊默認監控方式按鈕時候，自動識別今天是周幾，從而找到對應監視的一些線路，然后根據配置信息，選擇今天線路名稱進行匹配展示在監視畫面中，則今天需要監視的線路的有功實時負荷以及限值，超限值將顯示在界面上。

當單擊限定某一個固定線路線路名稱，會對該線路當日從凌晨到現在的歷史值變化做個趨勢分析，由折線圖展示，同時統計越限的總時間，也可顯示當天到目前時間的峰谷值。

1.3.2 監控選擇

為了便于調度人員對于線路的監視，可以自定義兩種監控方式。這樣使得更加的人性化以及專業化去定制各線路的監視方案。

⑴按變電站監控：將線路按照變電站來制定，專門監視某一變電站中的線路，也可以混合監視。點擊按變電站監視按鈕，進入配置界面。根據蘇州市區下的各個變電站進行搜索需要監視的變電站中的線路信息，選擇相關的變電站，找到線路，選中線路進行監控，同時也可以選擇一些監視信息，默認是有功值，還可以監視無功值，電流值內容，同時添加了告警窗及提示音的設定。

選擇完成后，即可以進入監視畫面。

實時獲取當前白洋變所有線路的電流值，并與相應的電流限值做對比，按電流值占電流限值的百分比計算出電流超限值。

⑵按電壓等級監控：點擊按電壓等級監控按鈕，進入配置界面。根據35kV，110kV，220kV，500kV的變電站條件進行搜索，選擇相關的kV數進入相關的變電站。和變電站選擇一樣，可以根據需要制定監控相關的內容，以及告警提示窗口。

如圖6配置好電壓等級監控方式，點擊完成之后，即出現圖7。

在圖6配置方案中，配置了告警信息的彈出，則在圖7中會實時彈出告警窗口，同時對電流不同的超限程度使用不同顏色做背景，更加醒目。

1.4 統一的數據來源

建立基于海迅實時數據庫的存儲方式，將電網運行實時信息等時間序列數據存儲到實時數據庫中，實現了數據的統一建模、統一存儲、查詢和服務。

從三區的海迅實時庫中，獲取所有的測點，然后獲取蘇州市區相關測點。將各個點按線路名稱進行排序去重篩選，選出蘇州市區中所有線路；按照線路將蘇州市區的所有測點按有功，無功，電流值，進行篩選。根據線路找到該線路上對應的有功，無功，電流值的測點。按照線路名稱進行排序篩選，按照HS-DATALINK配置方式寫入后臺。

2 結束語

在智能電網調度技術支持系統（SG-OSS）中，基于海迅實時數據庫，使用海迅實時報表工具HS-DataLink搭建線路運行監視平臺。使用該平臺，調度人員可以根據不同應用場景的需要，通過簡單的方案配置，搭建自己所需要監視的線路信息，并可以實時展示。這為大量的設備運行監視提供了可能，同時自動化維護人員的工作量也相應的減少，有效的實現電網運行的監視，降低監控人員及自動化維護人員勞動強度。

[參考文獻]

[1]辛耀中.新世紀電網調度自動化技術發展趨勢.電網技術，2001，25（12）：1-10.

[2]張慎明，卜凡強，姚建國，等.遵循IEC 61970標準的實時數據庫管理系統.電力系統自動化，2002，26（24）：29-33.